為什么有頭有臉的車企都在自研電池？

文 / 天璣

近一個月，動力電池江湖風(fēng)起云涌，有三個車企接連公布了自研電池的最新進和規(guī)劃。其中，長安汽車的“金鐘罩”首款標(biāo)準(zhǔn)電芯正式下線，廣汽埃安發(fā)布了自研P58微晶超能電池，極氪量產(chǎn)首款全棧自研的金磚電池。這三家車企在電池方向上的規(guī)劃都大同小異，重點都是安全、補能等行業(yè)痛點。

車企自研電池并非新鮮事，比亞迪和特斯拉已經(jīng)證明這條路是可行的，它們通過依靠自身強大的銷量規(guī)模，消化掉了前期投入。按圖索驥，其他車企自研電池在理論上是可行的。

不過，此一時彼一時，動力電池供應(yīng)鏈已經(jīng)成熟，而且即便是同一條路，也未必所有車企都能成功。車企的管理層和相關(guān)人士不會不明白其中道理，但他們?nèi)赃x擇踏上征程，只能說自研電池的魅力讓車企無法抗拒。

誰在自研電池？

比亞迪是較早進入電池領(lǐng)域的車企，而它最初做的電池不是給電動汽車用的電池，而是給數(shù)碼產(chǎn)品用的，比如手機。直到今天，比亞迪還保留著這塊業(yè)務(wù)。

特斯拉的自研電池是4680電池，目前它的產(chǎn)量是每周80萬塊，每塊電池約100瓦時，以一輛車的電池組為65千瓦時計算，4680電池每周的產(chǎn)量，只能供給約1200輛新車（不包括cybertruck），而特斯拉11月的銷量超過17萬輛。所以嚴(yán)格講，車企中真正走通自研電池這條路的只有比亞迪，可見這條路有多難走。

除了比亞迪和特斯拉，據(jù)節(jié)點AUTO不完全統(tǒng)計，還有十余家車企公開了自研電池的計劃，它們包括前面提到過的廣汽埃安、長安和極氪；還有蔚來和哪吒，以及吉利、長城、長安、嵐圖、五菱、上汽、寶馬、大眾、福特和豐田、本田。

在這些車企中，有的選擇了雙向下注，也就是自研+外購并行。比如特斯拉，它從2020年7月1日開始從寧德時代采購鋰離子動力電池，采購期限直到2025年12月。

車企這樣做的原因在于，自研電池不僅入局門檻高，而且在技術(shù)轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)上非常吃經(jīng)驗，不是一朝一夕就能把自研電池研發(fā)出來并成功量產(chǎn)上車的。此時，向第三方采購部分或者大部分電池，能夠讓保障訂單平穩(wěn)生產(chǎn)、交付，車企也能源源不斷獲得資金，為自研電池提供支持。

另外，自研電池難度高導(dǎo)致前景不確定，進而可能影響后續(xù)產(chǎn)品布局，也是車企這樣做的原因。

比如，蔚來在2020年就發(fā)布了關(guān)于自研電池的消息，當(dāng)時蔚來表示新電池采用了原位固化的固液電解質(zhì)，無機預(yù)鋰化的硅碳負(fù)極，納米級包覆的超高鎳正極。從信息上看，這屬于半固態(tài)電池，是動力電池行業(yè)的發(fā)展趨勢之一，行業(yè)的龍頭寧德時代的研究方向也包括半固態(tài)電池。

上周末，蔚來董事長李斌直播測試了裝載于蔚來ET7的半固態(tài)電池包的續(xù)航能力，這個電池就是蔚來自研電池的成果，它的研發(fā)用了三年時間，而且電芯是和衛(wèi)藍新能源聯(lián)合研發(fā)的，蔚來自研的是電池包。

在自研電池這條路上，更多的是進展不順的消息。比如，小鵬汽車去年11月曾招募了寶馬前高級電池工程師組建自研電池團隊，但后面就沒有下文了。

為什么要自研電池？

車企自研電池的原因有三個。第一個原因是電池成本過高，讓車企背上了包袱。這方面有兩個關(guān)鍵點，其一是電池在新能源汽車成本中的占比較高。據(jù)廣汽董事長曾慶洪透露，占比在40%~50%，甚至60%，車企在給寧德時代打工。由此可見，車企如果想要降低成本，首選就是向電池開刀，自研電池結(jié)合規(guī)模優(yōu)勢，就能降低成本。

其實，動力電池企業(yè)同樣被這個問題困擾著。寧德時代首席科學(xué)家吳凱曾經(jīng)回應(yīng)過車企的抱怨：平常也遇到一些客戶對我們的抱怨，說整車廠基本上不是很賺錢，是不是你們電池廠商把利潤都拿走了？事實上，寧德時代今年（2022年）雖然還沒虧本，但是在盈利的邊緣上掙扎，非常痛苦。

昨天，雷軍在小米汽車技術(shù)發(fā)布會上也吐槽了電池太貴，他表示“三元鋰+寧德時代+100度電池包”這三個關(guān)鍵詞放在一起，就意味著十幾萬元的成本，正是由于成本高，小米SU7次啊不可能做到“交個朋友”。

車企和電池廠的抱怨，根本上是電池原材料價格過高。在去年，電池級碳酸鋰報價首度突破60萬元/噸，氫氧化鋰價格突破58萬元/噸，成本更低的磷酸鐵鋰電池，報價曾上漲超過300%，達到17萬元/噸。以60度電計算，磷酸鐵鋰每噸漲10萬元，一臺整車的成本會上漲3500元到4500元。

目前，電池級磷酸鐵鋰的報價已經(jīng)降至10萬元/噸左右，但車企仍不能放松，因為原材料價格是波動的，如果價格再出現(xiàn)暴漲的情況，車企還是要“遭罪”，自研電池可以對沖一部分成本風(fēng)險。

以特斯拉自研的4680 電池為例，它能節(jié)省約86%的生產(chǎn)成本，每kwh成本可降低69%。

第二個原因是，對車企來說，動力電池的供應(yīng)受制于原材料、產(chǎn)能、市場需求，也是波動發(fā)展的。據(jù)傳，何小鵬曾經(jīng)在寧德時代蹲了一個星期，就為了能早點拿到電池。說到底，車企需要用其他手段來對沖風(fēng)險。

最后一個原因是自研電池能讓車企掌握核心零部件，鞏固競爭力。這一點，極氪CEO安聰慧說得很直白：一家智能電動汽車企業(yè)，未來想要形成競爭力，電池是核心、最基礎(chǔ)的要素，三電系統(tǒng)這也是極氪未來發(fā)展的護城河之一。

自研電池要邁過哪些門檻？

汽車的本質(zhì)是制造業(yè)，相比輕資產(chǎn)運行的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，制造行業(yè)的模式更重，投入更多，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化鏈路更長，這是車企自研電池要邁過的門檻。

首先，車企自研電池的投入規(guī)模較高，車企需要考慮財務(wù)風(fēng)險。廣汽的自主電池項目總投資約145.9億元，接近廣汽集團2021年凈利潤的兩倍。廣汽埃安投資的因湃電池工廠總投資為109億元；極氪的衢州極電工廠投資超過百億元。吉利投資了10余個大型電池項目，總投資金額超過1100億元，其中60%用于自建電池工廠。

這個投資規(guī)模，幾乎可以從零開始再打造一家新勢力，蔚來上市之前在一級市場融了約22億美元（約150億元人民幣左右）。

自研電池的車企可以細(xì)分為兩類，一類是廣汽這種有資金、有銷量規(guī)模支撐的車企，它們有更強的耐力；另一類是蔚來這樣的新勢力，投入壓力要大一些。

其次，車企需要跨過投入與轉(zhuǎn)化之間的鴻溝。前面曾提到，4680電池目前的產(chǎn)能還遠遠滿足不了特斯拉新車交付的需求，一個重要原因是工程制造技術(shù)難以把設(shè)計轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。

鋰離子電池由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液四個主要部分組成。其中，隔膜的作用是隔絕正負(fù)極、防止短路、提供微通道支持鋰離子遷移，它影響著電池的安全性、倍率性能和循環(huán)性能，在動力電池中的成本占比約為10%-20%。

隔膜工藝有干法和濕法兩種，目前主流選擇是濕法。濕法的優(yōu)點是制備的隔膜微孔分布均勻性好、孔隙率高、親液性好、內(nèi)阻較低、同時閉孔溫度低、雙向拉伸強度高，可以制備較薄的隔膜（目前應(yīng)用于動力電池的濕法隔膜普遍為9-12um，干法為12-16um）。

但是濕法程序較多，需要將電池材料與粘合劑、液態(tài)溶劑混合，然后涂在箔片上，然后把箔片烘烤12個小時后，才能使用。

信奉第一性原理的馬斯克認(rèn)為，這種工藝效率低且成本高，既然最后要“干” 的，為什么還要先把它弄濕然后再烘干？

相比之下，干法工藝能滿足馬斯克的訴求。為此，特斯拉收購了全球著名的超級電容生產(chǎn)企業(yè)Maxwell，將超級電容器的干法制備工藝嫁接到了鋰離子動力電池的生產(chǎn)中，這樣可以降低鋰離子動力電池的成本，并提高性能。

Maxwell將少量細(xì)粉狀 PTFE（Teflon特富龍，聚四氟乙烯）粘合劑與電極粉末混合。然后將混合的電極材料與粘合劑粉末通過擠壓機形成薄的電極材料帶，再將擠出的電極材料帶層壓到金屬箔集電體上做成電極。

但是，由于特斯拉是將超級電容器的干法工藝嫁接到了動力電池生產(chǎn)中，需要重新調(diào)整粘合劑的添加比例，這也是自研電池的一個難點所在。電池包領(lǐng)域流行的CTC技術(shù)，這本質(zhì)上是物理層面的突破，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)讓電池包的重量更輕、體積更小，而材料學(xué)需要在材料種類、配比等基礎(chǔ)科學(xué)上有突破。

此外，制造設(shè)備也需要改變。干法制備工藝的難點之一是原纖維化（Fibrilization ）。舉個例子，在炎熱的天氣下，有人吐了一塊口香糖在地上，有人踩到了口香糖，口香糖會與鞋底粘在一起，當(dāng)腳抬起時，口香糖在鞋底與地面之間拉成纖維絲，使黏到鞋底的口香糖纖維化。

Maxwell的做法是，通過混入活躍的負(fù)極或正極材料顆粒的 PTFE原纖維化，形成電極材料的自支撐膜。此時，生產(chǎn)環(huán)節(jié)要將PTFE纖維化，使活性物質(zhì)與纖維化的PTFE形成網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)。特斯拉的做法是自己設(shè)計設(shè)備，再找鋰電設(shè)備公司做代工生產(chǎn)，合力克服難題。

4680電池原計劃2021年開始量產(chǎn)，最后拖到了今年年中，就是因為特斯拉提出的這些新要求帶來了新的難題。

長期來看，自研電池是車企的提高競爭力的好幫手，但這條路很難走，需要投入大量資源和時間。因此，對于車企來說，目前的最優(yōu)選是自研+外購并行