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        動力電池“成長的煩惱”

        2020-06-20

        預計疫情將導致今年全年的汽車電池需求下降14%,這種下滑趨勢將持續到明年

        鋰離子電池初用來為索尼的便攜式攝像機提供電源,經過三十多年的發展后,現在鋰離子電池已經能夠為特斯拉的車輛提供動力了。然而,在目前的全球性疫情期間,鋰離子電池的高速發展面臨考驗。

        行業人士預計,由于疫情對汽車業帶來嚴重沖擊,今年電動汽車的銷量將大幅下降,因此充電電池的需求在今年將下滑。預計汽車制造商今年全年的電池需求將下降14%,這種下滑的趨勢將持續到明年。

        韓國LG化學以及通用汽車這些主要的電池制造商都已經下調了年度銷售預期,其中LG化學為特斯拉供應電池。分析師預計,電池行業大幅度增加制造產能的計劃將放緩。一些電池領域的初創公司正在消耗大量資金,希望在關鍵技術方面取得突破,但這些公司在籌集資金方面將面臨更大的困難。

        然而,從硅谷的實驗室到中國時代新能源有限公司這家全球大的電池生產商,人們對鋰離子電池的長期前景仍然感到樂觀。汽車制造商和公用事業公司表示,電池仍有望變得容量更大、價格更便宜、使用更普及,不僅會用在乘用車領域,還會用在其他運輸方式、消費電子產品和大規模能源儲存中。

        盡管電池行業面臨短期的壓力,但寧德時代董事長曾毓群表示,長期來看,對電池仍有很大的信心。寧德時代在不到10年的時間里已經成長為行業領頭羊,該公司2019年的銷售增長了90%。

        自2015年以來,鋰離子電池的需求增長了一倍多,并且從2019年到2029年有望實現約九倍的增長速度。預計該行業的成本還將繼續降低。在過去的十年中,電池價格暴跌了87%,使插電式電動汽車的價格幾乎與內燃機汽車的價格相當。

        這次疫情甚至可能被證明是一個機會,包括德國和法國在內的一些政府使用經濟復蘇資金來幫助汽車行業加快從內燃機汽車到電動汽車的轉變,法國將向國內汽車行業提供約80億歐元以支持電動汽車。德國的刺激計劃包括提供給電動汽車行業的約56億歐元資金,并要求加油站安裝充電裝置。法國總統馬克龍5月26日表示,這是應對歷史性形勢的歷史性計劃。

        還有其他的樂觀形勢。大眾汽車6月16日宣布,對電池技術初創公司QuantumScape Corp.追加2億美元的投資,該公司由斯坦福大學前研究人員創立,大眾在2018年曾投資1億美元。今年5月,大眾還成為中國電池生產企業國軒高科的大的股東。

        總部位于芝加哥的能源投資基金Volta Energy Technologies的首席執行官杰夫·張伯倫(Jeff Chamberlain)說,現在能源行業正在向可再生能源發電和電動汽車轉變,這種趨勢不可逆轉。張伯倫此前曾領導阿貢實驗室(Argonne National Laboratory)的能源儲存計劃,這家美國政府的實驗室被視為將電池技術從研究轉移到汽車領域的關鍵。

        電池制造商也在三個關鍵領域迅速取得進展:電池壽命、容量和成本。寧德時代近宣布,該公司將很快開始生產使用里程為200萬公里(約120萬英里)的電池,使用壽命約為16年。這將讓該公司的電池遙遙于目前市場上的任何其他電池,普通電池的使用里程基本上為15萬英里左右。

        全球電池需求預測

        特斯拉和通用汽車都在開發里程達到一百萬英里的電池,但兩家公司都還沒有明確說明什么時候能夠準備好。通用汽車執行副總裁道格·帕克斯(Doug Parks)在花旗集團5月19日的活動中說,該公司的電池基本上達到了百萬英里里程。帕克斯說,通用汽車在目前的一些產品中接近做到這一點。

        特斯拉在6月8日的一份報告中說,目前美國的內燃機汽車在行駛約20萬英里后報廢,這意味著更長壽命的電池組可以大大延長汽車的使用時間,這對出租車或貨車來說特別有用。更重要的是,消費者可以將行駛一百萬英里后的電池組賣給其他車輛,從而抵消一些初的購買成本。

        特斯拉計劃在幾周后的“電池日”投資者論壇上提供有關電池創新的更多詳細信息,這次活動原本定在4月舉行,但由于疫情而被推遲。

        投資者希望獲得的一項重要信息是,特斯拉各種車型的電池的平均成本。特斯拉的數據通常為其他汽車制造商設定了追趕的標準,汽車電池仍占電動汽車總成本的30%左右。數據顯示,技術發展和生產能力的快速提升已經使鋰離子電池的價格大幅下降,從每千瓦時1000多美元降至2019年年底的平均每千瓦時156美元。

        分析師表示,到2024年時電池行業的平均價格將可以達到每千瓦時100美元,這將讓電動汽車與內燃機汽車之間的價格趨于一致。到2030年時,電動汽車的電池成本將進一步降低,下降的速度取決于技術進步和新技術。

        每個電池都有三個關鍵部件:兩個電極,即陰極和陽極,以及電解質,這通常是液體,讓電池可以充電和放電。

        一個關鍵的、尚未實現的突破是在電池的陽極中添加硅代替石墨。加州的Sila Nanotechnology Inc.表示,硅將讓電池一次充電后使用的時間至少延長20%。戴姆勒是該公司的投資者之一。

        Sila的首席執行官Gene Berdichevsky表示,這項技術正應用于將在明年上市的消費類設備中。他說,快在2023年,這項技術也有可能用于某些跑車或豪華車,然后用于主流汽車,現在與他們合作的電池制造商有更多的工程資源,生產線上有能力試驗更多新事物。

        通過在普通汽車中將固態鋰離子電池商業化,汽車電池在這個十年可以取得更大的進步。這樣的發展將讓電池組變得更小,降低安全風險并顯著提高能量密度,使汽車充一次電可以行駛更遠的里程。

        固態電池技術擺脫了液體電解質,取而代之的是陶瓷、玻璃或聚合物等材料。作為這種技術研發方面的領頭羊,豐田表示,固態電池技術有望在2025年之前實現商業化。

        總部位于科羅拉多州的Solid Power Inc.已開始將其固態電池交付給汽車行業的潛在客戶進行測試。在產品等待持續數年的驗證時,這家初創公司可能會在籌集資金方面面臨挑戰。如果該公司能夠挺過當前的經濟低迷時期,那么電池產品將在2025年之后推出。

        Solid Power的首席執行官道格·坎貝爾(Doug Campbell)表示,如果說在短期內籌集資金沒有挑戰,那就是在撒謊。

        數據顯示,那些能夠承受短期壓力的電池制造商將從以后的大量需求中受益,2040年之前,全球約31%的乘用車將是電池動力汽車,數量大約有5億輛。

        來自摩托車和滑板車等兩輪車以及大規模能源儲存的電池需求也出現快速的增長。上個月,在華盛頓州的摩西湖上空,一架經過改裝的全電動塞斯納飛機進行了飛行,這揭示了又一個潛在的電池需求領域。

        長期的前景可以使電池行業放心。由于加州的部分地區仍需要隔離,包括通用電氣金融危機時期的高管杰夫·伊梅爾特(Jeff Immelt)在內的Sila Nanotechnology董事會上個月舉行了視頻會議,討論如何好地應對疫情期間電池市場的低迷。

        董事會的成員說,繼續行動,在投資方面要深思熟慮,但是需要繼續投資,現在還不是停下來的時候。

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