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2020-05-08
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第一电动网
前几天，一位投资界朋友问我，“最近关于固态电池有啥新消息吗？听说XX（固态电池赛道玩家）都被投资人捧得飘飘然了，我也听说辉能量产的可能性最高。”
不得不感慨，世上就有这么巧的事。
“我刚和辉能结束了两个半小时的聊天，感觉现在说话都带有一些台湾腔了。”我回答。
“台湾腔不要紧，有干货就行。”朋友似乎也显得有些兴奋。
“嗯，很干，而且如你所说，辉能的量产计划已经提上日程了。”
明年拿到新能源市场入场券
固态电池一直被认为是后锂电时代的必经之路，近几年，各家布局固态电池的企业以及相关实验室，阶段性地会传出一些技术突破的消息，但最终都没有落实到“量产”二字，更别说批量在新能源汽车上进行搭载。
但在辉能看来，他们即将拿到新能源市场的入场券。
“我们在全球固态电池企业里算是第二个量产的”，行销经理Lisa介绍道，“第一个量产的是法国的Bollore，但由于财务问题，目前暂时没有其他消息。如果他们没有继续投入，那么辉能就是剩下唯一一家量产的固态电池企业。”
辉能的量产开始于2017年，其位于中国台湾桃园的G1工厂正式开始全自动卷式生产，产能为40MWh，但主要以消费性电子和穿戴式电子产品上使用为主。
而同样位于桃园且正在建设中的G2工厂，则是完全面向新能源汽车市场。
（采用双极电池技术的高电压锂陶瓷电池——BLCB）
“本来今年年中会完工，但由于疫情关系可能会延期到明年。工厂的产能规划是1-2GWh，等G2工厂建成之后，我们基本上就拿到了电动车的入场门票。”Lisa说道。
“以每台车50度电来计算的话，1GWh也就搭载2万台车而已，所以我说是入场门票。G2生产的产品基本都会用到各家车企的样车上。”
在2019年1月的电动汽车百人会上，天际汽车展示了固态电池展车，使用的便是辉能固态电池。同样身为造车新势力的威马，也在2018年底展示了搭载辉能固态电池的样车。据Lisa透露，目前已经有5家以上的公司与辉能签订了MOU或正在洽谈合作，本来在今年也会陆陆续续推出样车进行展示，但由于疫情可能会延期到明年，但不管如何，样车最慢明年就能看到。
而随着样车的不断推出，辉能的固态电池究竟性能如何，成为了大家最关注的点。
能量密度怎么样？
提到动力电池，第一想到的参数指标就是质量能量密度，目前最受市场期待的NCM811电池，最高单体能量超过240Wh/kg，系统能量密度最高超过180Wh/kg。
根据规划，辉能的固态电池产品是从类固态走向固态，辉能将这种类固态又叫混成固态，以整颗电芯的体积来看，其中液态部分只有不到3%。
一开始辉能采用的是LCO（钴酸锂）+石墨负极的配方，但由于固态电池阻值较液态电池高，内阻比较大，所以能量密度依然无法与液态电池较比。
据Lisa介绍，2020年开始，辉能会不断调整材料，负极将从石墨转向高SiOx含量(14%以上——100%)的硅氧复合物。
“在2025年左右，SiOx硅比例达到100%程度的时候，我们的量产电芯与液态电池相比在质量能量密度上就会有极明显的优势。”Lisa告诉第一电动网，“体积能量密度部分也是一样，会在2022年左右超过体积能量密度较高的21700圆柱电池，2025年达到接近900Wh/L的水平。而且，在这个水平我们是没有任何安全问题的。”
从这一数值来看，目前甚至未来一至两年，辉能的固态电池产品相比液态电池的优势并不是十分明显。对此，辉能CEO杨思枏并没有那么激进。
“将SiOx提升到100%，我们能把能量密度做到330Wh/kg，这个在实验室已经成功了。从研发的角度来看，我们已经能够做到330Wh/kg，850—880Wh/L的状况，但这个东西目前还不能量产。” 杨思枏告诉第一电动网，“因为还要再搭配其他富锂化的一些架构技术，同时，它的单价并不亲民，所以我们还在评估其他更便宜的制作方式，如果没有办法导入，原则上虽然能量密度可以提升，但成本下不来，依然只是一个实验性的产品，它不能够量产。”
成本之困
如杨思枏所说，成本下不来的产品即便能量密度再高，依然是实验室产品。
那么辉能又是如何解决成本困局呢？
“我们思考的是整个电池包的成本，它可以分成两块，一是电芯材料，另外是电池包的架构技术。” 杨思枏说道。
固态电解质由于密度较高，在同样体积状况下，其能量密度一定会比液态电池要差。为解决这一问题，有企业改用更高能量密度的正极或负极活性材料，但这就意味着材料成本的提升。
“如果仅仅依靠材料来增加能量密度，那就会落入到悖论之中，无法进入到市场。因此我们提出了MAB（双极电池包架构技术）。” 杨思枏解释说，“不管是刀片电池还是CTP，大家思考的都是一个道理——在不靠改变电芯材料的前提下以提升成组效率来解决能量密度和成本的平衡问题。”
辉能测算，采用MAB后，NCM811+石墨负极固态电池的成组效率在重量能量密度和体积能量密度两个维度下分别为82%~85%和70~75%。因此其PACK的能量密度可达到176~183Wh/kg和405Wh/L。因此，虽然在电芯层面，与同样NCM811+石墨负极的液态电池相比有一定差距，但由于成组效率较高，成组后固态电池的优势便显示了出来。
这或许也是辉能对外一直强调电池包成本而不是电芯成本的原因。
根据此前辉能公布的成本对比，在电芯产能达到20GWh的时候，虽然电芯成本依然是相同能量密度的液态电芯的1.1倍，但电池包成本只有98%。而如果采用MAB，电池包成本仅有同类别液态电池的7成。
不过在这次专访中，杨思枏对这一数据进行了更新。
“之前的计算对于‘制费’的部分没有做改善。”
杨思枏解释道，所谓“制费”，主要指生产一度电的电池芯对应需要花费多少电力。
“目前头部的液态电芯生产企业生产一度电的电池芯大约需要花费35-40度电，我们目前的试产线则需要178度电，相差了4倍左右。但在正式进行量产之后，这一数值会下降到约50度。经过计算，我们发现只要量产规模达到7GWh就能做到和液态电池一样的价格，因此我们目前在与政府讨论的落地项目都是直接以7GWh的规划作为前提。当然，最初会从2GWh开始，逐渐过渡到7GWh。”
杨思枏还提到，在材料回收方面，固态电解质也能进一步降低成本。
“氧化物固态电解质有个非常特别的地方，叫做原向回收。意思是说在A电池里所用的固态电解质经过了一些表面处理之后可以直接再放入到B电芯中，无需再粉碎再提炼出元素，就是原本的结晶向直接用到B电池里。A电芯循环使用1000次以后再放到B电芯去，依然是同样的状态。这就意味着固态电解质在氧化物上面可以整颗做原向回收，所以它的回收成本非常低廉。” 杨思枏进一步解释道，“当然在一开始时我们对固态电解质就做了一些处理，这样原则上后续再执行回收就不会很困难。按照这样的方式，只要市场规模够大，绝对比液态电解质和隔膜加起来的成本要来得更低。”
2020年中期实现规模化搭载
拿出了参数和成本都能被主机厂接受的产品，有了进入新能源市场的入场券，接下来就是何时实现大规模搭载。
“国内的搭载时间原则上是2022年年中，搭载的产品是VDA（一般电池包封装）590或者355，MAB会慢些，预计在2024年年中量产装机。VDA产品的能量密度目前是220~230Wh/kg，与目前液态811电池210-220Wh/kg的主流电芯密度相比是有竞争力的。同时，我们能够在5C状况下实现12分钟以内充到80%，甚至8分钟左右能够充到50%—60%，再加上安全性，都是我们的一些优势。”
杨思枏还透露今年下半年将会决定厂址，与地方政府合资建立固态电池产业区，在2022年实现2GWh的产能，2023年提升到7GWh。
“随着国内量产进度的推进，之前Lisa提到的桃园G2产线也将逐渐缩减，未来也将转到毛利比较高的市场，毕竟这条产线主要是为了做样车。” 杨思枏介绍道。
虽然在2022年中量产搭载装车时，由于规模较小以及暂未采用MAB，成本上相比同级别的液态动力电池会高出约1.2倍。但即便如此，已经有多家车企与辉能签订了示范运营的框架协议。
（辉能MAB 双极电池包架构技术）
据了解，目前已经有和约6家厂家签了框架协议，其中就包括不久之前在辉能D轮融资中投资的一汽。
“一汽方面有对我们的产品进行测试，技术参数上得到了比较正面的回应，同时对我们整个产线和产品都有所了解，这也是一汽投资我们最根本的原因。除了一汽之外，还有多家国字头车企与我们签订了框架协议，同时还有合资企业以及造车新势力。” 杨思枏透露，“许多车企愿意以较高的价格来采用新技术，对于品牌来说也是一种加持。虽然是示范性，但这些车会真实投入到市场当中，每家车企的规模大概在3000-5000台。当产品在消费者端的反馈顺利后，我们就会与车企进行合资合作。”
所谓合资合作，是指主机厂将绑定辉能电芯生产线，产能都属于绑定的主机厂，价格上辉能也不能进行调整。这样的合作让车企未来不会因为产能不足或价格的浮动受到困扰，而辉能也不会因为客户端需求量的变动产生固定资本支出的浪费。“不过与车企的合资将是上面说到的7GWh之后的事，大概会从2023年下半年开始，以这样的模式我们预估到2025年能做到35GWh的规模。”
宁德时代是重要竞争对手
这次专访一开始，Lisa在向我介绍辉能时说道，“我们成立到现在14年，本业就是固态电池，没有其他东西可以做，没有其他东西可以营收，所以固态电池非成功不可。我们只有这个产品，因此把所有的力气都放在了这上面。”
在结束专访前，我向杨思枏提出了最后一个问题：
相比丰田和宁德时代这样更有成本试错的企业，辉能在固态电池领域竞争的优势和劣势是什么？
“您把这两家提出来，真的是一个很厉害的问题，这也是我们在不断思考的。” 杨思枏答道，“这两家情况不太一样，丰田是一家车企，虽然它同时在做电芯，但技术不太可能外流，同时，硫化物技术上的限制问题还要再观察一下。丰田这块我们没想过要进入，他的市场份额就给他自己，我们看重的是剩下的市场。”
在杨思枏看来，宁德时代才是辉能后续真正重要的竞争对手。
“相比宁德时代，我们的劣势十分明显，第一，它拥有非常多的资源；第二，它有许多钱；第三，它有很大的市场。从半导体、屏幕显示器行业来看，小公司赶上大公司几乎不可能，不过在动力电池行业是完全不同的。您可以回想一下，不到10年前，相比比亚迪，宁德时代也是家小公司，但现在情况却完全反转，这是为什么呢？”
大象难转身以及动力电池行业的特殊性，是杨思枏认为的机会所在。
（辉能CEO杨思枏）
“以半导体业为例，生产设备和材料差别已经不太大，主要是制造工艺的不断进步。但对于电芯来讲完全不相同，它是材料、配方、结构、工艺、设备等相结合的科学，这个宇宙稍微有一个东西变化，其他全部都得随之改变。宁德时代计划在全球投130GWh的产能，国内也有相当高的产能投入，如果突然有一天变成固态电池的时代，他就会比较麻烦，大象难转身的故事历史上并不少见。”
此前，一位接近宁德时代的人士曾告诉第一电动网，宁德时代之所以在研发上投入这么多，就是因为在探索一些其他方向，目前能想到的技术趋势，宁德时代都有布局。这样的描述，俨然一种即便有技术变革，带来这场变革的企业也一定是宁德时代的态势。
不过，我的那位投资界朋友却有不同看法。
“都有布局就代表着平均使力，未来能带来变革的那项技术，宁德时代的力度未必够，或许哪个100%投入的企业押对宝也未可知。”
辉能会是那个押对宝的企业吗？
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