上周末，蔚來汽車董事長李斌一路啃著牛肉干和華夫餅，在寒冬中歷經(jīng)14小時（行駛12.4小時）親自測試了裝載于智能純電動車ET7的半固態(tài)電池包的千里續(xù)航能力，引發(fā)熱議。
這個歷經(jīng)三年、由蔚來和衛(wèi)藍新能源聯(lián)合研發(fā)的電池包來之不易。在國內(nèi)新能源車企中，一直以來，蔚來對動力電池傾注了極大的熱情，此前還一度傳出蔚來汽車與國內(nèi)電池新貴蜂巢能源合作開發(fā)46系大圓柱電池的消息。那么，既然半固態(tài)電池如今已經(jīng)量產(chǎn)，還要不要繼續(xù)大圓柱電池？
12月19日，澎湃新聞記者從蜂巢能源方面了解到，雙方關(guān)于大圓柱電池的合作仍然在商談之中。而蔚來汽車方面對于此次合作的進展，截至本文發(fā)稿時未給出明確回復(fù)。
國內(nèi)乘用車量產(chǎn)最大容量的電池包，半固態(tài)電芯，表現(xiàn)如何？
不妨再來回顧一下這次測試中ET7的150度半固態(tài)電池包表現(xiàn)。
雖然被網(wǎng)友吐槽測試的平均車速僅有83.9公里/小時，但這塊150度的電池包表現(xiàn)仍然優(yōu)異，單塊電池行駛了1044公里，剩余CLTC里程為36公里，綜合能耗為13.2度/百公里。
根據(jù)官方數(shù)據(jù)，此次測試的路線為上海、慈城、臺州、蒼南、福安、連江、樸里、龍掘東，沿途氣溫-2攝氏度至12攝氏度，平均座艙溫度20攝氏度，起點與終點海拔落差為-5米，最高海拔316米。
據(jù)介紹，此次測試的ET7上的150度電池包為國內(nèi)乘用車量產(chǎn)最大容量，采用了蔚來汽車與衛(wèi)藍新能源合作開發(fā)的半固態(tài)軟包電芯，單電芯能量密度為360Wh/kg，整包能量密度260Wh/kg。
電池具有超強的冷卻效率，采用了44塊大面積水冷板設(shè)計，降溫強于普通電池6倍。電池包的體積利用率達到了77%，通過換電體系實現(xiàn)了電池模塊尺寸標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。在熱管理和安全設(shè)計上，全灌封設(shè)計、全方位阻火設(shè)計，以及特殊型材阻火器結(jié)構(gòu)做到定向噴發(fā)，實現(xiàn)無熱蔓延設(shè)計。
蔚來的所有在售車型均可通過蔚來可充可換可升級體系，適配這款150度電池包。
在業(yè)內(nèi)看來，目前大容量電池包成為了行業(yè)的趨勢，例如2021年4月，梅賽德斯奔馳的EQS的電池包容量為111.8度，最高工況續(xù)航里程達到849公里；2021年11月，廣汽埃安發(fā)布的LX Plus 的電池包容量為144.4度，工況續(xù)航里程達到了1008公里。
2021年11月19日，寶馬發(fā)布了搭載了111.5度電池包的IX，工況續(xù)航里程達到了665公里；2023年2月，梅賽德斯奔馳發(fā)布了EQS純電SUV，電池包容量為111.8度，最高工況續(xù)航里程達到了742公里。
而今年6月，搭載寧德時代麒麟電池的極氪001千里續(xù)航套裝交付給寧德時代董事長曾毓群，電池包容量140度，CLTC綜合工況續(xù)航里程1032公里。5月，有車友在青海實測該車在空調(diào)23攝氏度的情況下，續(xù)航里程為922.9公里，平均時速79千米/小時，能耗14.7度/百公里。
近日，特斯拉新上市的電動皮卡Cybertruck上的電池包容量為123度，工況續(xù)航里程547公里。
不過，相較于以上幾款大容量電池包采用的液態(tài)電解液鋰離子電芯，蔚來汽車此次測試的電池包的特殊之處是采用了半固態(tài)電解質(zhì)電芯。
根據(jù)蔚來汽車在2020年發(fā)布的信息，電池采用了原位固化的固液電解質(zhì)，無機預(yù)鋰化的硅碳負極，納米級包覆的超高鎳正極。此外，據(jù)此前披露的數(shù)據(jù)，盡管這塊電池的電芯由蔚來與衛(wèi)藍新能源聯(lián)合開發(fā)，但電池包完全由蔚來自研，前后累計花費3年時間，團隊人員超過300人，團隊碩士和博士比例分別占了17%和16%。
今年6月30日，衛(wèi)藍新能源將360Wh/kg半固態(tài)電芯正式交付給蔚來汽車。
據(jù)了解，北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司是中國科學(xué)院物理研究所清潔能源實驗室固態(tài)電池技術(shù)的唯一產(chǎn)業(yè)化平臺。目前公司擁有北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州和山東淄博4大基地。其中湖州基地于2021年10月開工建設(shè)，去年6月全面建成投產(chǎn)，同年11月基地正式下線第一顆半固態(tài)動力電芯。
為何不放棄46大圓柱電池路線？
有了這塊“地表超強”的半固態(tài)電池包，為何蔚來仍然不放棄46系圓柱鋰離子電池路線？一方面或許是因為，目前來看，半固態(tài)電池極其難產(chǎn)，成本仍然高昂。
在此次測試中，李斌就表示，這個150度半固態(tài)電池包不賣。“目前，150度電池包非常難量產(chǎn)，產(chǎn)量比較低，良率也很有挑戰(zhàn)，產(chǎn)能需要經(jīng)歷一個爬坡的階段，所以初期，我們會采取靈活租用的方式來服務(wù)有特別需求的用戶。”李斌說。
不僅難產(chǎn)，有業(yè)內(nèi)人士向澎湃新聞記者表示，“這或許也是目前全球單位（每WH）成本最高的電池包，甚至超過了特斯拉的4680電池成本，”該人士說，“無論是材料還是制造工藝，肯定都是最貴的。”
據(jù)介紹，目前半固態(tài)電解質(zhì)電池主要有兩種路線，一種是電解質(zhì)是果凍狀的，例如蜂巢能源已經(jīng)采用這樣的路線，還有一種是在固態(tài)電解質(zhì)和正負極之間填充一些液態(tài)電解液，解決固固界面的問題。
而半固態(tài)電池目前在業(yè)內(nèi)幾乎沒有形成規(guī)模，生產(chǎn)成本高昂。2023年全年，國內(nèi)固態(tài)、半固態(tài)電池的裝車約為0.4GWh，主要由衛(wèi)藍新能源公司的產(chǎn)品實現(xiàn)，和液態(tài)鋰離子電池相比規(guī)模太小。
據(jù)此前全球調(diào)查機構(gòu)SNE research的計算，目前鋰離子電池的電解液價格在全球的平均水平為9美元/kg，而全固態(tài)電池中最有前途的硫化物固體電解質(zhì)的主要原料Li2S為1500—2000美元/kg，是鋰離子電池電解液的200倍以上。
蔚來曾公開表示，一個半固態(tài)電池包的價格相當(dāng)于一輛ET5。也就是說，其搭載的150度電池包的成本接近30萬元，換算為度電成本是2元/Wh，是當(dāng)下鐵鋰電芯價格的4-5倍、三元電芯價格的2倍。另有行業(yè)報告顯示，國內(nèi)部分廠商披露半固態(tài)電芯成本高達3元/Wh。
在這樣的情況下，蔚來將目光投向更多的電池路線也是情理之中的事情。今年9月，國內(nèi)媒體36氪首先爆出蔚來將和蜂巢能源成立合資公司，聯(lián)合開發(fā)46系大圓柱電池的消息，此后，蜂巢能源董事長楊紅新在媒體日活動上對此并未否認。
2020年9月，特斯拉率先發(fā)布4680大圓柱電池，即直徑為46mm、長度為80mm的電池，據(jù)馬斯克介紹，該電池的單體能量密度可提升5倍，提升整車?yán)m(xù)航里程同時提升電池生產(chǎn)效率。電池仍然采用液態(tài)電解質(zhì)。
特斯拉之后，LG新能源、松下、億緯鋰能、遠景動力、蜂巢能源等國內(nèi)外電池廠商都跟進推出這一產(chǎn)品，車企方面寶馬、奔馳、通用、沃爾沃、比亞迪也相繼加入陣營。
雖然大圓柱電池目前一樣面對著量產(chǎn)難題，但在蜂巢能源董事長楊紅新看來，這是面對三年以后甚至四年以后下一代的全新平臺，幾乎所有整車廠都在考慮。因此從產(chǎn)品緯度來看，是要用大圓柱形狀高鎳正極的體系做到高端長里程CTC的覆蓋。
不過，根據(jù)蔚來汽車目前對于電池業(yè)務(wù)的態(tài)度，公司對于46系大圓柱鋰離子電池的發(fā)力點或仍然在研發(fā)階段。
在近日的三季度財報會上，李斌表示將對三年內(nèi)不能改善財務(wù)表現(xiàn)，或?qū)γ嵘龥]有貢獻的項目進行調(diào)整。在李斌看來，電池業(yè)務(wù)需要被“優(yōu)化”的項目之一。
“電池制造有很大的投入期，要產(chǎn)能爬坡，提升良品率。我們基本不具備這樣的資源去支持這件事。研發(fā)換毛利，是蔚來的高優(yōu)先級；固定資產(chǎn)換毛利，能往后推就推。”李斌說。
根據(jù)此前媒體爆出的初步計劃，蔚來和蜂巢能源會在馬鞍山一起投資試制線，做中試和開發(fā)，兩公司一部分研發(fā)人員也將合并，但雙方的制造和采購都保持獨立，量產(chǎn)節(jié)點可能在2025年。
這個歷經(jīng)三年、由蔚來和衛(wèi)藍新能源聯(lián)合研發(fā)的電池包來之不易。在國內(nèi)新能源車企中，一直以來，蔚來對動力電池傾注了極大的熱情，此前還一度傳出蔚來汽車與國內(nèi)電池新貴蜂巢能源合作開發(fā)46系大圓柱電池的消息。那么，既然半固態(tài)電池如今已經(jīng)量產(chǎn)，還要不要繼續(xù)大圓柱電池？
12月19日，澎湃新聞記者從蜂巢能源方面了解到，雙方關(guān)于大圓柱電池的合作仍然在商談之中。而蔚來汽車方面對于此次合作的進展，截至本文發(fā)稿時未給出明確回復(fù)。
國內(nèi)乘用車量產(chǎn)最大容量的電池包，半固態(tài)電芯，表現(xiàn)如何？
不妨再來回顧一下這次測試中ET7的150度半固態(tài)電池包表現(xiàn)。
雖然被網(wǎng)友吐槽測試的平均車速僅有83.9公里/小時，但這塊150度的電池包表現(xiàn)仍然優(yōu)異，單塊電池行駛了1044公里，剩余CLTC里程為36公里，綜合能耗為13.2度/百公里。
根據(jù)官方數(shù)據(jù)，此次測試的路線為上海、慈城、臺州、蒼南、福安、連江、樸里、龍掘東，沿途氣溫-2攝氏度至12攝氏度，平均座艙溫度20攝氏度，起點與終點海拔落差為-5米，最高海拔316米。
據(jù)介紹，此次測試的ET7上的150度電池包為國內(nèi)乘用車量產(chǎn)最大容量，采用了蔚來汽車與衛(wèi)藍新能源合作開發(fā)的半固態(tài)軟包電芯，單電芯能量密度為360Wh/kg，整包能量密度260Wh/kg。
電池具有超強的冷卻效率，采用了44塊大面積水冷板設(shè)計，降溫強于普通電池6倍。電池包的體積利用率達到了77%，通過換電體系實現(xiàn)了電池模塊尺寸標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。在熱管理和安全設(shè)計上，全灌封設(shè)計、全方位阻火設(shè)計，以及特殊型材阻火器結(jié)構(gòu)做到定向噴發(fā)，實現(xiàn)無熱蔓延設(shè)計。
蔚來的所有在售車型均可通過蔚來可充可換可升級體系，適配這款150度電池包。
在業(yè)內(nèi)看來，目前大容量電池包成為了行業(yè)的趨勢，例如2021年4月，梅賽德斯奔馳的EQS的電池包容量為111.8度，最高工況續(xù)航里程達到849公里；2021年11月，廣汽埃安發(fā)布的LX Plus 的電池包容量為144.4度，工況續(xù)航里程達到了1008公里。
2021年11月19日，寶馬發(fā)布了搭載了111.5度電池包的IX，工況續(xù)航里程達到了665公里；2023年2月，梅賽德斯奔馳發(fā)布了EQS純電SUV，電池包容量為111.8度，最高工況續(xù)航里程達到了742公里。
而今年6月，搭載寧德時代麒麟電池的極氪001千里續(xù)航套裝交付給寧德時代董事長曾毓群，電池包容量140度，CLTC綜合工況續(xù)航里程1032公里。5月，有車友在青海實測該車在空調(diào)23攝氏度的情況下，續(xù)航里程為922.9公里，平均時速79千米/小時，能耗14.7度/百公里。
近日，特斯拉新上市的電動皮卡Cybertruck上的電池包容量為123度，工況續(xù)航里程547公里。
不過，相較于以上幾款大容量電池包采用的液態(tài)電解液鋰離子電芯，蔚來汽車此次測試的電池包的特殊之處是采用了半固態(tài)電解質(zhì)電芯。
根據(jù)蔚來汽車在2020年發(fā)布的信息，電池采用了原位固化的固液電解質(zhì)，無機預(yù)鋰化的硅碳負極，納米級包覆的超高鎳正極。此外，據(jù)此前披露的數(shù)據(jù)，盡管這塊電池的電芯由蔚來與衛(wèi)藍新能源聯(lián)合開發(fā)，但電池包完全由蔚來自研，前后累計花費3年時間，團隊人員超過300人，團隊碩士和博士比例分別占了17%和16%。
今年6月30日，衛(wèi)藍新能源將360Wh/kg半固態(tài)電芯正式交付給蔚來汽車。
據(jù)了解，北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司是中國科學(xué)院物理研究所清潔能源實驗室固態(tài)電池技術(shù)的唯一產(chǎn)業(yè)化平臺。目前公司擁有北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州和山東淄博4大基地。其中湖州基地于2021年10月開工建設(shè)，去年6月全面建成投產(chǎn)，同年11月基地正式下線第一顆半固態(tài)動力電芯。
為何不放棄46大圓柱電池路線？
有了這塊“地表超強”的半固態(tài)電池包，為何蔚來仍然不放棄46系圓柱鋰離子電池路線？一方面或許是因為，目前來看，半固態(tài)電池極其難產(chǎn)，成本仍然高昂。
在此次測試中，李斌就表示，這個150度半固態(tài)電池包不賣。“目前，150度電池包非常難量產(chǎn)，產(chǎn)量比較低，良率也很有挑戰(zhàn)，產(chǎn)能需要經(jīng)歷一個爬坡的階段，所以初期，我們會采取靈活租用的方式來服務(wù)有特別需求的用戶。”李斌說。
不僅難產(chǎn)，有業(yè)內(nèi)人士向澎湃新聞記者表示，“這或許也是目前全球單位（每WH）成本最高的電池包，甚至超過了特斯拉的4680電池成本，”該人士說，“無論是材料還是制造工藝，肯定都是最貴的。”
據(jù)介紹，目前半固態(tài)電解質(zhì)電池主要有兩種路線，一種是電解質(zhì)是果凍狀的，例如蜂巢能源已經(jīng)采用這樣的路線，還有一種是在固態(tài)電解質(zhì)和正負極之間填充一些液態(tài)電解液，解決固固界面的問題。
而半固態(tài)電池目前在業(yè)內(nèi)幾乎沒有形成規(guī)模，生產(chǎn)成本高昂。2023年全年，國內(nèi)固態(tài)、半固態(tài)電池的裝車約為0.4GWh，主要由衛(wèi)藍新能源公司的產(chǎn)品實現(xiàn)，和液態(tài)鋰離子電池相比規(guī)模太小。
據(jù)此前全球調(diào)查機構(gòu)SNE research的計算，目前鋰離子電池的電解液價格在全球的平均水平為9美元/kg，而全固態(tài)電池中最有前途的硫化物固體電解質(zhì)的主要原料Li2S為1500—2000美元/kg，是鋰離子電池電解液的200倍以上。
蔚來曾公開表示，一個半固態(tài)電池包的價格相當(dāng)于一輛ET5。也就是說，其搭載的150度電池包的成本接近30萬元，換算為度電成本是2元/Wh，是當(dāng)下鐵鋰電芯價格的4-5倍、三元電芯價格的2倍。另有行業(yè)報告顯示，國內(nèi)部分廠商披露半固態(tài)電芯成本高達3元/Wh。
在這樣的情況下，蔚來將目光投向更多的電池路線也是情理之中的事情。今年9月，國內(nèi)媒體36氪首先爆出蔚來將和蜂巢能源成立合資公司，聯(lián)合開發(fā)46系大圓柱電池的消息，此后，蜂巢能源董事長楊紅新在媒體日活動上對此并未否認。
2020年9月，特斯拉率先發(fā)布4680大圓柱電池，即直徑為46mm、長度為80mm的電池，據(jù)馬斯克介紹，該電池的單體能量密度可提升5倍，提升整車?yán)m(xù)航里程同時提升電池生產(chǎn)效率。電池仍然采用液態(tài)電解質(zhì)。
特斯拉之后，LG新能源、松下、億緯鋰能、遠景動力、蜂巢能源等國內(nèi)外電池廠商都跟進推出這一產(chǎn)品，車企方面寶馬、奔馳、通用、沃爾沃、比亞迪也相繼加入陣營。
雖然大圓柱電池目前一樣面對著量產(chǎn)難題，但在蜂巢能源董事長楊紅新看來，這是面對三年以后甚至四年以后下一代的全新平臺，幾乎所有整車廠都在考慮。因此從產(chǎn)品緯度來看，是要用大圓柱形狀高鎳正極的體系做到高端長里程CTC的覆蓋。
不過，根據(jù)蔚來汽車目前對于電池業(yè)務(wù)的態(tài)度，公司對于46系大圓柱鋰離子電池的發(fā)力點或仍然在研發(fā)階段。
在近日的三季度財報會上，李斌表示將對三年內(nèi)不能改善財務(wù)表現(xiàn)，或?qū)γ嵘龥]有貢獻的項目進行調(diào)整。在李斌看來，電池業(yè)務(wù)需要被“優(yōu)化”的項目之一。
“電池制造有很大的投入期，要產(chǎn)能爬坡，提升良品率。我們基本不具備這樣的資源去支持這件事。研發(fā)換毛利，是蔚來的高優(yōu)先級；固定資產(chǎn)換毛利，能往后推就推。”李斌說。
根據(jù)此前媒體爆出的初步計劃，蔚來和蜂巢能源會在馬鞍山一起投資試制線，做中試和開發(fā)，兩公司一部分研發(fā)人員也將合并，但雙方的制造和采購都保持獨立，量產(chǎn)節(jié)點可能在2025年。
