在新能源交通工具快速發展的澎湃浪潮下,電池的安全性日益為社會所重視。中國是電動自行車生產消費大國,全社會保有量超過3.5億輛,位居全球第一。傳統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、續航里程短,近年來開始被鋰電池規模化取代。鋰電池的安全性一直是其應用的關鍵,也是生產企業重點攻克的難題。

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

圖為克能新能源創始人、董事長柯克博士

聚焦小動力電池研發,致力打造高安全性產品

作為河南省2020年重大招商引資項目和國家高新技術企業,柯克創立的克能新能源專注新型動力鋰離子電池材料、電池單體及系統的研發、生產與銷售。柯克作為國家級專家、教授級高級工程師、博士生導師、工學博士,在動力電池行業從業30余年,曾就職于日本豐田、超威集團等大型企業,對電池行業理解深刻。

在創辦克能新能源之初,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,通過精細化研發和管理,專注提供中等規格、熱穩定性高、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路線。

在會議現場,柯克展示了克能安芯X系列電芯產品。“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認證,達到即將實施的鋰電‘新國標’的標準。”柯克表示,克能新能源不但參與“新國標”標準的制定,也在積極踐行實施國家標準。

根據柯克的介紹,安芯X電芯從材料、結構和外殼三個維度打造了安全保障體系。“在結構方面,采⽤軟包裝結構專利技術、隔膜及負極邊緣尺⼨最佳余量懸伸設計、極⽿封裝優化⽅案,以防⽌正負極⽚間內部短路。”柯克進一步介紹,產品同時采⽤負極涂層梯度孔徑設計和勻漿、涂布智能制造⼯藝保障及最佳電液配⽅,防⽌低溫充電在負極表⾯的枝晶⽣⻓導致內部短路。

兩輪車鋰電池應用的關鍵在于不同環境下的性能差異。“磷酸鐵鋰電池低溫性能不佳,不適合北方寒冷地區;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產品系列具有良好的低溫性能,48V24Ah錳酸鋰電池組在-20℃環境下1C放電的容量保持率仍然能夠達到99%。”

據悉,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。“克能的安陽二期基地也即將投產,目標近期實現4GWh的產能。”柯克透露。

細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業創新聯盟的數據顯示,2022年,我國動力電池產能利用率為51.6%,2023年降至41%,供大于需的態勢繼續蔓延。

作為子領域,兩輪車電池的競爭格局也在持續變化。柯克表示,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,優勢較為明顯。近年來,隨著市場的發展,鋰電池在兩輪車的應用率不斷提高,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,克能新能源技術核心團隊專注于自身擅長的軟包電池技術已超10年,安全性是最大優勢,這構成了公司面對同賽道競爭對手的護城河。

圖為克能新能源創始人、董事長柯克博士

“術業有專攻,我們并不擔心電池大廠入局競爭。實際上此前已經有數家大廠嘗試進入該領域,但小動力電池領域的技術、產品、商業模式與汽車電池存在差異。”柯克稱。

鋰電池出海是國內電池廠的熱門選擇。柯克表示,克能新能源的出海布局已經初見成效,在東南亞和北歐建立了經銷渠道,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,強調電芯的研發和制造,而非品牌營銷。“專注于生產和研發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,鋰電池優勢明顯,能量密度遠高于鉛酸電池;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,鋰電池循環壽命為1200-3000次,鉛酸電池循環壽命僅有200-300次。業內人士指出,新國標的出臺將加速鋰電池替換鉛酸電池的進程。

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

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0.4元/Wh;今年1月,寧德時代的磷酸鐵鋰電芯報價進一步下探至0.33-0.38元/Wh。業內人士表示,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,但以當前價格而言,鋰電池車價格已經和鉛酸電池車相差不大,更多消費者開始選擇性能更優的鋰電池車。

替代浪潮之下,鋰電池的安全性是全社會始終高度關注的問題。今年4月,工信部發布了《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范》(GB 43854—2024,簡稱“新國標”)。新國標為強制性國家標準,要求生產企業重新對電池的技術路線、工藝設計等進行評估和研究,生產出符合該標準的電池,充分保護消費者權益。新國標明確提出:“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、標志6項安全要求。”對電池安全做出了更加嚴格具體的要求。隨著相關政策的持續出臺,行業規范化進程有望加速,電池安全性將成為下一階段關注的重點。