2024世界动力电池大会上,固态电池的讨论热度超过了碳酸锂价格、汽车和电池价格战等热门话题。有龙头企业定调固态电池处于实验室阶段,也有企业标识固态电池的市场化推广已经出现时间表。目前这一技术的进展如何?是否会给行业带来颠覆性变化?我们邀请基金经理王路遥做客直播间,解答相关热点问题。以下是对部分直播内容的整理:
主播 有投资者问,近期世界动力电池大会在四川召开,固态电池已经成为主角了。还有媒体称之为下一代的电池技术,可以这样认为吗?因为好像目前还没有看到大规模装车。
王路遥 固态电池非常有希望成为下一代电池技术。
固态电池最大的特点就是它跟现有的传统锂离子电池相比有比较明显的跨越和代差,无论是从形态、安全性、低温性能,尤其是消费者更关注的能量密度等各方面,都存在一个理论上非常高的天花板。按照理论测算或实验室能拿出的样品来看,固态电池相比现在的电池,会有明显提升。
但提问的这位投资者说“展会上固态电池成为主角”,我对这个表述有异议。因为现在无论是定性还是定量,固态电池都还没有实现装车,所以我们更倾向于认为这次展会是大家对自己技术储备的一次展示,以及向外界传达自己技术路线规划的方向,并不代表短期可以形成成熟的技术。据我们比较长时间的跟踪和研究,固态电池在小规模量产方面仍有相当多基本原理性的问题不好解决。
技术从萌芽到导入大概可以分成三步,一是科学底层原理层面通不通,比如不能违反热力学第一、第二定律,先不考虑成本、良率之类,在这个基础上能不能找到合适的材料。
第二步是在工艺上,这些材料组合在一起,化学反应或者在物理层面上的变化是符合科学原理的、能走通的,这就意味着可以在实验室小规模复现,但未必能保证每一次实验室做出来的结果都一样。
到下一步就是这个材料能不能小批量生产,这就涉及到工艺上的问题。如果说工艺可以,那还涉及到大规模量产的时候能不能保证低缺陷的形式能不能复制?即,让产业工人在有一定错误冗余的情况下能够生产,与此同时还得在成本上具备初步的竞争力。比如说不能比现在锂离子电池高太多。
现在我们在前两步还是有一定的争议性,尤其是在第二步的工艺上。
主播 就是小规模量产现在还没实现?
王路遥 对。
无论是初创企业还是巨头,都能生产出固态电池。但单体很小,5安时、3 安时,要知道现在大的方形电池储能300安时,即使不是储能也有100多安时。与此同时还有关于快充之类的小性能,消费者只关注能量密度,其实上车需要测各种各样的指标,如果不测这些,用个几年以后你就会发现有问题。
主播 所以展会只是一个展示场所,并不代表产业现状?
王路遥 按我们现在跟踪的行业情况,还没有现在能落地的固态电池,目前最快的应该是 2026年,2026年确实有几家车厂号称要落地。
主播 但是我看新闻里面已经介绍半固态的电池?
王路遥 半固态跟全固态之间,只是名字有点像,但性质差别很大。半固态介于传统锂离子和固态之间。半固态这个定性比较模糊,是电解液的含量。目前大家所讲的半固态,其实更偏液态。
主播 全固态电池里边没有液态,是吗?
王路遥 没有。
主播 那固态为啥能量级能提升那么多?
王路遥 什么是电池里面的液体?对于传统锂离子而言就是电解液。正极、负极和隔膜都是固态,电解液起到了传导锂离子的作用。
而所谓固态电池,区别在于不要里面的液态,不要把电解质溶解在电解液里面,而是把电解质涂在正极或者是负极上。而且因为没有了电解液,就无需担心短路,可以把隔膜直接去掉。
但固态有个很麻烦的问题,就是锂枝晶。
主播 固态就是可以把溶液去掉、把隔膜去掉?
王路遥 然后你要多加电解质。所以重量的节省是不多的。固态电池真正吸引人的地方在于提升了安全性,由此去攀登更复杂、没那么安全的电化学体系。这个体系从原理上早就是通的,比如说高镍,国内我们用到八系电池的情况不多,不完全是成本的问题,主要还是综合了安全性问题。
八镍再往上还有九镍,九镍再往上就不是三元体系了,但是我们可以进一步拔高,叫富锂锰基。另外负极其实也有提升能量密度的空间,最后的圣杯就是锂金属,锂金属就容易产生锂枝晶。
也就是说,要提升能量密度,就要挑战更复杂、更难稳定的电化学体系。这些难稳定的电化学体系只是以固态的方式相对弥补了一定缺憾,但不能根除。
每往前走一步,从我们跟踪产业这么多年来的技术进展看,每一步都非常不容易。即便到今天,磷酸铁锂的迭代空间本身就不大,现在60%多装车的都是磷酸铁锂电池。三元锂电池的占比反而不如磷酸铁锂。
主播 所以一个技术进入到生产环节,还是要看它在制作过程当中适不适合上流水线?
王路遥 很大一部分程度是被最后的消费场景、就是车规所决定。动力电池、储能的消费场景对于安全性的要求非常高。电池巨头十几年前就在给iPhone之类的做消费电池配套。也就是说,普通的消费电池在中国现有的供应能力上没什么难度。
主播 出现新一代技术的时候,现有企业的优势会被消灭吗?现有优势公司对这种新技术是跟还是不跟?会不会出现新的龙头?
王路遥 定性来说,如果新一代固态电池技术落地,很可能会让现有企业的优势存在比较大的削弱。它跟光伏不一样,光伏确实是颠覆的情况比较多。固态电池目前来讲还是在用锂的这一套电化学体系,所以企业对于电池的理解积淀是有帮助。但有一个地方不是很理想,那就是涉及到生产工艺会有比较大幅的调整。
我们了解的固态电池真正的麻烦是成膜工艺。传统工艺是往里面注液,但如果是固态电池,必须需要让这层固态电解质跟它贴合压实。
这个过程要么是通过压,要么是通过烧,不同的固态电池的材料成型方法不一样。总归要通过一种方法把这两块材料贴合在一起,而且在使用过程中不能发生明显碎裂。
所以这个过程涉及到的工艺跟传统锂离子电池的生产工艺会有比较大的调整。过去工艺上的卷绕和一些小技巧就用不上了,大家重回同一起跑线,就是选择合适的原材料成型。这个过程中技术壁垒会进一步集中在电池这块。所以我们现在看到,初创公司会对固态电池比较感兴趣。
主播 那现有的优秀公司对这种新技术的态度是?
王路遥 如果从自己利益这个角度来看,大家主动去牵头破坏现有技术格局的积极性是偏不足的。我们无法精确定位他们想法是偏乐观还是悲观,但总归他们会倾向于保守,如果说没有看到一个明显趋势,我们观察到的这些龙头更多是进行储备和研究,万一别人推动了这个齿轮,要么得跟得上,要么得先拔头筹,自己不能没有。
但要说让企业主动去打破技术垄断、利益格局,积极性不那么强。很有可能的情况是,龙头企业已经掌握了相对成熟的技术,但不会大规模扶植产业链。产业化速度与龙头的积极性或者说龙头的战略想法有关。
主播 技术从出现到挣钱的时间周期要多长?
王路遥 它既与研发或者是小批量生产过程中的技术进步有关,也与龙头的想法有关。有些人觉得只要技术走通了、钱不是问题。但钱不是问题的前提是真正走通了。这就是一个先有鸡还是先有蛋的问题,你不先砸钱把它跑通了,别人根本看不出这条技术路线能不能在破产之前见到曙光。很多企业面临这样的问题,投早了对于一个小企业来讲很有可能是灭顶之灾,再回头去讲干的事是对还是错,意义都不大。
主播 因为有超车的机会,你提到小企业对这种新技术更喜欢。那么制造业弯道超车的机会大吗?因为我记得你之前一直说制造业的利润率,最终也就是那么多。
王路遥 行业规律没办法。
主播 如果说最终的利润率没有新技术那么高,弯道超车的机会还大吗?
王路遥 应该这么说,不是所有的企业就出发点而言都想把自己做成最终的龙头或百年公司。按我们一般做小本买卖,比如开一个餐馆,根本不会想10年以后会不会破产,只会想两年会不会回本,剩下几年都是净赚,很多小企业主都是这么想。如果技术方面有可取之处,终局有可能是被大企业给收购,或者IPO上市而成为行业二梯队公司。当然动力电池竞争比较惨烈,二梯队普遍都不赚钱,但挺多行业二梯队能赚到社会的平均回报、6个点到8个点之间也很正常,这个区间对于一些上市公司来讲完全能够接受。
站在他们的角度,如果觉得自己具备一定的技术积淀,看好一个新技术的发生,我完全理解他们投入的动力,共同来推动行业的技术发展。
主播 下一个问题,新技术从出现到量产再到竞争恶化,是不是有一套固有的演化路径可以研究参考?新技术是不是一般诞生于需求很旺盛的时候?
王路遥 从技术角度来讲,从无到有的过程不是一个模式创新,更多是产品和需求之间的耦合,这种情况下我更倾向于从萌芽到开始放量的阶段主要是由供给带动需求,取决于产品力做得有多强。尤其新技术是在替代老技术、而不是凭空创造一种新需求的情况下,那就更需要打铁需要自身硬。所以最理想的情况下应该是完美解决传统应用中的痛点。
比如说之前的单晶替代多晶,单晶它的问题是成本高,好处是效率高,所以单晶和多晶一开始互有胜负。直到某一天通过技术革新,单晶既做到了成本更低、效率更高。这个时候就最容易放量。
当然还有一种情况,是你的长板足够长,但是短板也很明显,现在动力电池或者说新能源车就是这样一个现状。
一开始中国有比较快速的电池技术进步,叠加一定的财政补贴,再加上它的长板在当时来讲确实满足了一些部分人群的消费场景,比如说上班族的短途通勤。它的短板对于我们来讲可能就没那么敏感。但在渗透率30%左右进展就变慢了,因为在中国更多的家庭还是以一台车为主,这种家庭你会发现他们不能接受跑长途过程中的补能焦虑。
其实补能没有那么不方便,但是个别的现象比如经过短视频传播,还是容易对大家产生影响。所以我们一般从经验上来说,如果不呈现碾压的优势,渗透率到30%左右很可能会出现坎。不是非常科学的解释,但大概定性就是尝鲜的消费者和后面要高大全的消费者之间有所区隔。
主播 下一个问题,新技术是否会形成新的产业链,从而形成新的竞争格局?
王路遥 这主要是对固态电池来讲,固态电池会加速正极负极的新材料导入,之前的难点主要在于原有的不支持这么激进的原材料的应用。上游做的事情主要是按照封装要求做出来。上游并不考虑用了以后会遇到什么问题。所以固态电解质是个全新的东西,但正级、负级要是有能力用更激进的材料,当然可以配合研发更激进的生产。
主播 刚才提到固态电池把隔膜取消了,那隔膜厂会不会有问题?
王路遥 如果固态电池大规模导入,隔膜厂会有问题。但以电池技术进步的历史来看,长时间阶段性的不同技术共存才是我认为更大概率的状态。
电池稍微贵一点就挺麻烦,你为什么要更高的能量密度?是为了更长的续航。更长的续航怎么得来,不是简单的我给你60度电,然后这60度电的能量密度更高,代表着它重量更低。一个车对于那个重量来讲,那条曲线没那么敏感,怎么才能续航长,应该是在有限重量和空间的情况下塞进去更多的电池,所以这个事就带来双重的成本叠加。
什么是双重?首先固态电池要提升能量密度,单瓦时成本是不是会更高,导致售价会更高。与此同时,你拥有了这样一块具备更大潜力的电池,你要想发挥出它的作用,让自己的车跑得更长,你就要从瓦时的角度多塞电池。你可能从重量和体积的角度并没有多塞。但是不要忘了定价这里面材料的贵和便宜是与瓦时有关的,它是一个双重的提升。
以麒麟电池为例,这是一个很高端的产品,但它导入的比例没有特别高;相反,平均单价更低的神行磷酸铁锂电池更受消费者青睐,就是因为便宜。
主播 下一个问题,电池领域是否有一些企业的优势是可以无视技术的发展永恒不变?我记得以前讲光伏的时候好像提过,玻璃从古到今都是烧沙子,电池领域有没有类似情况?
王路遥 光伏领域我们看到玻璃从古到今就是这么干的,期间有微创新,但实际从产品形态、成分调整都没什么大的变化。当然存在我们以后用另一种材料替代玻璃了,这就是灭顶之灾。
电池这门生意一定会存在一定程度的技术迭代。而固态电池如果兑现,就是迭代的步子迈得比较大,如果龙头在技术储备上没有比初创企业强到哪里去,就有可能翻船。
主播 最后一个问题,国内企业在固态电池领域的国际竞争力如何?
王路遥 有竞争力。电池领域真正有资格坐上牌桌的,就是中、日、韩三个国家。日韩的产业发展是跟着3C产业做配套起来的,后来日本掉队比较明显,因为日本在技术或者是规模化始终做得比较保守。后来崛起的是韩国,我们现在的新能源车企、锂离子电池龙头,前身都是在为日韩企业做代工或者说做生产。
形成技术储备以后,尽管车规级要求变得更严格,但底层是相通的,后来中国在2013-2015年做了比较大的战略抉择,给了比较大的政策支持,实现了相对日韩企业的明显反超。
最近前十名的全球动力电池装机配套企业里,中国应该至少占了三席,也可能是四席甚至更多。固态电池这部分其实也是这三个国家布局得比较早。
中国企业的特点是,龙头、二线、初创和整车厂企业都做了比较大的布局,百花齐放。
日本这边主要是丰田(提及企业仅作为案例说明,不代表投资建议,下同),松下跟丰田应该是合作关系,但从专利数上看,丰田一骑绝尘。从专利数和布局时间看,丰田应该押宝固态电池是解决现有瓶颈的未来之光。所以它在这三个国家间暂时处于领先。
韩国应该LG和SK on为主,它们也是传统龙头。
如果固态电池不出现太大的颠覆,我还是非常看好中国能继续拔得头筹。它是比较大的迭代,但没有脱离开传统。我还是相信,从以前锂离子的发展来看,产业链配套、投放,以及终端市场的拉动这几点更重要。
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作者简介
王路遥,中泰ESG主题6个月持有混合发起基金经理,清华大学热能工程硕士。
8年行业研究经验,负责新能源、机械等先进制造领域的研究。历任上海泓湖投资新能源研究员、上投摩根绝对收益部基金经理助理。偏好从产业链上下游关系以及横向比较视角挖掘投资机会。
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