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磷酸铁锂电池内卷过度,华友钴业放弃!刀片电池特斯拉用了没?

德高行知情郎2022-06-16 14:20发文

知情郎·眼|侃透天下专利事儿

磷酸铁锂行当不用内卷了。

原本想进入磷酸铁锂材料领域的“钴茅”华友钴业后悔了,昨日公告称终止收购圣钒科技!

关注新能源电池、尤其关注磷酸铁锂的投资人可以松口气了,疯狂投资的结果就是疯狂泡沫,产能过剩!最后股价一地鸡毛!

众所周知,作为国内最大的钴产品供应商,华友钴业新能源业务一直以钴镍资源开发为支撑,延伸至三元锂电材料制造。

而磷酸铁锂材料则为锂电池的另一条技术路线,原先并不被华友钴业看重,人家靠钴吃饭,日子过的挺潇洒。

只是架不住去年磷酸铁锂大热,华友钴业打算收购相关产业布局磷酸铁锂,两条腿走路。

眼下,人家不玩了,说要回归主业,继续聚焦三元锂电池材料领域。

另外,作为磷酸铁锂技术路线的坚定支持者比亚迪,一直卖力吆喝自家的刀片电池,据说都给特斯拉供货了,可问题是,特斯拉一直没给回应!

特斯拉是行业风标,他宣布采用了,大家才会跟风!

01磷酸铁锂电池的优缺点

目前新能源汽车上搭载的锂电池主要是以比亚迪为代表的磷酸铁锂电池和以特斯拉为代表的三元锂电池。

两者材料上最大的分别在于,磷酸铁锂电池不含钴和镍。

在过去,三元锂电池多年市占率约六成以上占据市场主流。

简单说,磷酸铁锂电池就是只用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,这一类电池的特点是不含贵重金属元素。

所以,在成本上磷酸铁锂电池有优势,毕竟这年头贵重金属本身因储量问题价格一直在涨。

而三元锂电池,是指使用镍钴锰酸锂作为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池,与磷酸铁锂不同,三元锂电池电压平台很高,这也就意味着在相同的体积或是重量下,三元锂电池的比能量,比功率更大。

也就是说,三元锂电池要比磷酸铁锂电池储存更多的电量,续航能力更强。不会出现,开了一会车就没电,要去充电的尴尬场景。

常规而言,磷酸铁锂电池的缺点更明显。

1、一致性差。磷酸铁锂电池组寿命明显低于单体。和其他电池相比磷酸铁锂电池组寿命没有明显优势。在二手市场有大量未达到预期寿命就淘汰下来的电池组。

2、低温性能不好。低于0度时容量下降快,在低温下循环性能极差。

3、在磷酸铁锂制备时的烧结过程中,氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质。

02磷酸铁锂技术路线去年大火

去年,磷酸铁锂电池装机量迅速扩张,一度是三元锂电池增速的4倍。

大家都觉得,随着磷酸铁锂电池技术的不断成熟,又因其不需要贵重金属钴和镍,天然在成本可控性方面占优。

所以,下注磷酸铁锂赛道是香饽饽。

三元锂电池主流路线是622和811,含镍、钴比例都超过八成,高度依赖镍、钴等不可再生资源。

中国镍钴消费量大,但不是镍钴资源储备国。

根据行业统计,全球镍资源60%集中在印度尼西亚、澳大利亚、巴西等国家,中国已探明的镍储量仅占全球的3%。

但是,中国是新能源车消费大国,按照中国的户籍人数来比,三元锂电池的造法,无疑在极大地“透支”了本来存量就不多的钴和镍。

原本,中国大力发展新能源汽车,首要目的是解决石油卡脖子问题,但不能解决了石油卡脖子,又走上了依赖稀缺金属发展新能源车的道路,从被石油卡脖子变成被金属镍、钴卡脖子。

所以,无论国家层面还是企业层面,都在支持不要镍、钴的磷酸铁锂技术路线。

也是基于这种预期,去年国内厂商疯狂扩磷酸铁锂电池产能。

根据电池中国不完全统计,各厂商宣布的磷酸铁锂扩产规模加上现有产能已超500万吨。粗略统计,包括德方纳米、富临精工、中伟股份、龙佰集团、等20多家上市公司,已启动计划投资数百亿扩建磷酸铁锂产能。

华友钴业也是在2021年底想入局磷酸铁锂。

公告披露,华友钴业其控股子公司天津巴莫科技有限责任公司(巴莫科技)拟向浙江华友控股集团有限公司(华友控股)以支付现金或者增发新股的方式收购其持有的圣钒科技100%股权,扩充磷酸铁锂业务。

当时,华友钴业的态度是:增加在磷酸铁锂材料领域的布局,有利于公司打造更全面、更具竞争力的新能源锂电产业生态。

没想到半年后,华友钴业就放弃了。

这次,人家的表态是,锂电三元材料在中高端乘用车市场占有重要地位,而高镍化成为三元材料的发展趋势。为进一步集中优势资源,提高资金使用效率,聚焦新能源锂电三元材料产业链,加快上游镍、钴、锂资源布局和下游产品开发、产能扩建,因此决定终止在磷酸铁锂材料领域的布局。

影响方面,上市公司称,本次终止对磷酸铁锂业务的收购,有利于聚焦锂电三元材料,打造从镍钴锂资源开发、绿色冶炼加工、三元材料制造到资源循环回收利用的新能源锂电材料一体化产业链。

业内分析人士认为,经过近2年的高速发展,磷酸铁锂正极材料大有产能过剩趋势,华友钴业此次掉头,不排除与这一状况有关。

03磷酸铁锂电池技术哪家强?

众所周知,比亚迪王传福是磷酸铁锂技术路线的坚定支持者。

人家的观点就是:“安全是新能源汽车发展的基石,成本是必须要面对的一项重要指标,当性能迈过一定门槛后,能量密度重要性在降低。”

直白点说,磷酸铁锂电池续航性虽然不行,但成本低、安全。

王传福推销自家刀片电池的口号就是,能解决安全痛点,包体能量密度与三元电池相当,循环寿命、安全系数更强。磷酸铁锂不含稀有金属钴、镍,更加匹配社会资源承受度。

值得注意的是,本周就有两家磷酸铁锂龙头冲刺A股,可见行业热度!

6月13日上会冲刺科创板的湖北万润,2019年、2020年磷酸铁锂市场份额位于行业第三位,IPO拟募集资金12.62亿元。

6月15日上会冲刺创业板的湖南裕能,2021年国内磷酸铁锂材料出货量排名行业第一,同时宁德时代,比亚迪等新能源电池巨头均有持股。IPO拟募资18亿元。

04刀片电池专利有多少?

业界其实对比亚迪的刀片电池议论多时。

当年比亚迪自己说,关于刀片电池有320项专利。

然后被行内人一群冷嘲热讽。

在电池方面,无论是比亚迪的铁电池还是三元电池,核心专利都在欧美国家,中国没有核心专利。

有业内同行专门去研究了比亚迪的电池专利组,发现“刀片电池”取名“刀片”,是由于这款电池较传统方形电池,更加呈现“扁平”和“长条”形状。

查询比亚迪电池专利不难发现,至少在专利层面,比亚迪并没有专门的“刀片电池”专利。

所谓的刀片电池,只是内部容量更加紧凑,形状扁平。也就是说,刀片电池将传统的大电池拆成了小电池,重新排列组合,加强内部支撑性能,从而减小了外部空间。

早年动力电池专家吴辉就表示过,刀片电池不是从材料上的突破,只是从电池结构设计上创新,可能会提高电池包之后的效率,比如提高电池包体积能量密集和质量能量密度,但对单体能量密度提高是没有太大意义的。

以电池包为关键词,在德高行全球专利数据库中,检索到比亚迪有2000余件专利,2022年后公开的专利也有200余件。

仔细阅览了下,看得出,比亚迪在电池包箱体结构方面,造诣颇深,防水防热防寒防爆、提高电池容量续航能力各类专利都有,估计人家对磷酸铁锂电池的十八般武艺都了然于心。

分享一个比亚迪最近公开的电池包专利。

05无模组框架的电池包

背景技术与解决的现实问题

电池包是电动汽车的动力源,电池包的单体电池的数量是决定电动汽车续航能力的重要因素。相关技术中,电池包的包壳内的安装空间利用率低,降低了单体电池的数量和电池包的电池容量,影响了续航能力,存在改进的需求。

本申请是基于申请人对以下事实和问题的发现和认识通过大量的研发工作做出的:

相关技术中,如图1所示,电池包主要包括电池包外壳和安装在电池包外壳内的多个电池模组400a,每个电池模组400a包括多个单体电池和模组框架,多个单体电池组装在模组框架内从而构成一个电池模组400a。多个电池模组400a排列并安装在电池包外壳内从而形成电池包,电池包外壳包括侧边框200a、连接在侧边框200a内的横梁500和纵梁600。

相关技术中的电池包,由于多个单体电池首先组装在模组框架上形成电池模组400a,然后安装在电池包外壳内,模组框架占据了电池包外壳内的安装空间的很大一部分,降低了包括内的安装空间的利用效率,减少了电池包内的单体电池的数量,影响了电池包的电池容量。此外,由于模组框架的外形的不平整性,模组框架难以紧密地排列在电池包内,进一步降低了电池包内的安装空间的利用率。

相关技术中,电池包由于需要模组框架,增加了元件数量,由此增加了成本,而且,在电池包的制造过程中,由于单体电池需要首先组装到模组框架上,然后将模组框架安装到电池包外壳内,增加了工序,由此增加了成本。

相关技术中,如图1所示,模组框架导致整个电池模组400a的质量大,且电池模组400a支撑于底板上,对底板的刚度和强度要求高,这样就需要设置较多的横梁500和纵梁600,进一步挤占了电池包外壳内有限的空间。

本申请提出一种电池包,其中多个单体电池直接安装在电池包外壳内,省去了模组框架,因此,也称为无模组框架的电池包。

由于单体电池直接安装在电池包外壳内,无需模组框架,因此电池包外壳内的安装空间利用提高,电池包外壳内安装的单体电池数量增加,提高了电池包的电池容量,提高了续航能力。

此外,由于无需模组框架,单体电池可以更加紧密地排列在电池包外壳内,进一步提高了电池包外壳内的安装空间利用率,增加单体电池的数量。

由于无需模组框架,减少了元件数量和组装工序,降低了成本。

【转载请注明 德高行·知情郎】

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