在新能源交通工具快速發(fā)展的澎湃浪潮下,電池的安全性日益為社會所重視。中國是電動自行車生產(chǎn)消費大國,全社會保有量超過3.5億輛,位居全球第一。傳統(tǒng)電動自行車多選用鉛酸電池,相較于鋰電池,鉛酸電池能量密度低、重量大、續(xù)航里程短,近年來開始被鋰電池規(guī)�；�取代。鋰電池的安全性一直是其應(yīng)用的關(guān)鍵,也是生產(chǎn)企業(yè)重點攻克的難題。

6月13日,中國電動兩輪車用鋰離子電池安全及高質(zhì)量發(fā)展推進(jìn)會在河南安陽召開。會上,克能新能源科技有限公司創(chuàng)始人及董事長柯克博士就電動自行車電池安全和行業(yè)發(fā)展前景進(jìn)行了深度闡述。

圖為克能新能源創(chuàng)始人、董事長柯克博士

聚焦小動力電池研發(fā),致力打造高安全性產(chǎn)品

作為河南省2020年重大招商引資項目和國家高新技術(shù)企業(yè),柯克創(chuàng)立的克能新能源專注新型動力鋰離子電池材料、電池單體及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售�？驴俗鳛閲�家級專家、教授級高級工程師、博士生導(dǎo)師、工學(xué)博士,在動力電池行業(yè)從業(yè)30余年,曾就職于日本豐田、超威集團等大型企業(yè),對電池行業(yè)理解深刻。

在創(chuàng)辦克能新能源之初,柯克就將公司定位為“更安‘芯’給力的電池專家”。他對第一財經(jīng)表示,安全可靠是克能新能源的核心追求,公司以兩輪車市場為目標(biāo),通過精細(xì)化研發(fā)和管理,專注提供中等規(guī)格、熱穩(wěn)定性高、安全性高的高端軟包電池,包括錳酸鋰、磷酸鐵鋰等不同技術(shù)路線。

在會議現(xiàn)場,柯克展示了克能安芯X系列電芯產(chǎn)品。“在滿電針刺檢測中,安芯電池可做到不起火、不爆炸,通過第三方檢測機構(gòu)認(rèn)證,達(dá)到即將實施的鋰電‘新國標(biāo)’的標(biāo)準(zhǔn)。”柯克表示,克能新能源不但參與“新國標(biāo)”標(biāo)準(zhǔn)的制定,也在積極踐行實施國家標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)柯克的介紹,安芯X電芯從材料、結(jié)構(gòu)和外殼三個維度打造了安全保障體系。“在結(jié)構(gòu)方面,采⽤軟包裝結(jié)構(gòu)專利技術(shù)、隔膜及負(fù)極邊緣尺⼨最佳余量懸伸設(shè)計、極⽿封裝優(yōu)化⽅案,以防⽌正負(fù)極⽚間內(nèi)部短路。”柯克進(jìn)一步介紹,產(chǎn)品同時采⽤負(fù)極涂層梯度孔徑設(shè)計和勻漿、涂布智能制造⼯藝保障及最佳電液配⽅,防⽌低溫充電在負(fù)極表⾯的枝晶⽣⻓導(dǎo)致內(nèi)部短路。

兩輪車鋰電池應(yīng)用的關(guān)鍵在于不同環(huán)境下的性能差異。“磷酸鐵鋰電池低溫性能不佳,不適合北方寒冷地區(qū);錳酸鋰電池高溫性能存在短板,且壽命相對較短。”柯克稱,“我們提升了純錳酸的壽命競爭力,克能電動兩輪車XM產(chǎn)品系列具有良好的低溫性能,48V24Ah錳酸鋰電池組在-20℃環(huán)境下1C放電的容量保持率仍然能夠達(dá)到99%。”

據(jù)悉,克能新能源擁有高安全、長壽命、超耐寒、動力強的新型純錳酸鋰、高性能磷酸鐵鋰及鈉離子軟包電池的多項核心技術(shù)。“克能的安陽二期基地也即將投產(chǎn),目標(biāo)近期實現(xiàn)4GWh的產(chǎn)能。”柯克透露。

細(xì)分賽道的差異化競爭

近年來,動力電池的市場競爭趨于白熱化。中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示,2022年,我國動力電池產(chǎn)能利用率為51.6%,2023年降至41%,供大于需的態(tài)勢繼續(xù)蔓延。

作為子領(lǐng)域,兩輪車電池的競爭格局也在持續(xù)變化�？驴吮硎�,兩輪車鋰電池早期的競爭對手主要是鉛酸電池,鉛酸電池的質(zhì)保期通常為15個月,而鋰電池通常為3年以上,且能量密度高,同等重量能攜帶更多電量,優(yōu)勢較為明顯。近年來,隨著市場的發(fā)展,鋰電池在兩輪車的應(yīng)用率不斷提高,鋰電池之間的競爭也開始日益激烈。

面對市場競爭的壓力,柯克表示,雖然同樣使用鋰電池,但四輪電動車和兩輪車電動車對電池的需求存在諸多差異,這使得公司所處的賽道擁有一定的天然壁壘;另一方面,安全性是鋰電池替代鉛酸電池的最大短板,柯克表示,克能新能源技術(shù)核心團隊專注于自身擅長的軟包電池技術(shù)已超10年,安全性是最大優(yōu)勢,這構(gòu)成了公司面對同賽道競爭對手的護城河。

圖為克能新能源創(chuàng)始人、董事長柯克博士

“術(shù)業(yè)有專攻,我們并不擔(dān)心電池大廠入局競爭。實際上此前已經(jīng)有數(shù)家大廠嘗試進(jìn)入該領(lǐng)域,但小動力電池領(lǐng)域的技術(shù)、產(chǎn)品、商業(yè)模式與汽車電池存在差異。”柯克稱。

鋰電池出海是國內(nèi)電池廠的熱門選擇。柯克表示,克能新能源的出海布局已經(jīng)初見成效,在東南亞和北歐建立了經(jīng)銷渠道,開展靈活的合作模式。即便如此,柯克仍將克能新能源定位為電芯工廠,強調(diào)電芯的研發(fā)和制造,而非品牌營銷。“專注于生產(chǎn)和研發(fā)能夠讓公司保持核心競爭力。”柯克說。

兩輪車鋰電池替代鉛酸電池已成大勢所趨,新國標(biāo)更重視電池安全性

近年來,兩輪電動車的鋰電池替代已成為主流趨勢。從性能角度,鋰電池優(yōu)勢明顯,能量密度遠(yuǎn)高于鉛酸電池;相同帶電量下,鋰電池的重量只有鉛酸電池的不到1/3。使用壽命方面,鋰電池循環(huán)壽命為1200-3000次,鉛酸電池循環(huán)壽命僅有200-300次。業(yè)內(nèi)人士指出,新國標(biāo)的出臺將加速鋰電池替換鉛酸電池的進(jìn)程。

另一方面,鋰電池價格的下降是規(guī)模化替代的關(guān)鍵因素。碳酸鋰價格從2022年高位的約60萬元/噸持續(xù)下跌,目前約10萬元/噸。國泰君安研報認(rèn)為,2024年鋰價仍將處于震蕩下行、緩慢筑底的趨勢,預(yù)計電池級碳酸鋰長期會維持在8-10萬元/噸區(qū)間。

原材料成本的下降直接帶來了鋰電池成本的下降。零跑汽車副總裁曹力在今年年初接受媒體訪問時透露,零跑汽車的鐵鋰電芯采購價格已實現(xiàn)0.4元/Wh;今年1月,寧德時代的磷酸鐵鋰電芯報價進(jìn)一步下探至0.33-0.38元/Wh。業(yè)內(nèi)人士表示,兩輪電動車用戶對價格高度敏感,鉛酸電池的成本約為0.4元/Wh,此前消費者選擇鉛酸電池車的主要原因是價格便宜,但以當(dāng)前價格而言,鋰電池車價格已經(jīng)和鉛酸電池車相差不大,更多消費者開始選擇性能更優(yōu)的鋰電池車。

替代浪潮之下,鋰電池的安全性是全社會始終高度關(guān)注的問題。今年4月,工信部發(fā)布了《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》(GB 43854—2024,簡稱“新國標(biāo)”)。新國標(biāo)為強制性國家標(biāo)準(zhǔn),要求生產(chǎn)企業(yè)重新對電池的技術(shù)路線、工藝設(shè)計等進(jìn)行評估和研究,生產(chǎn)出符合該標(biāo)準(zhǔn)的電池,充分保護消費者權(quán)益。新國標(biāo)明確提出:“單體電池方面主要考慮了過充電、過放電、外部短路、熱濫用、針刺、標(biāo)志6項安全要求。”對電池安全做出了更加嚴(yán)格具體的要求。隨著相關(guān)政策的持續(xù)出臺,行業(yè)規(guī)范化進(jìn)程有望加速,電池安全性將成為下一階段關(guān)注的重點。