电池行业大考，谁在抢跑？
动力电池的市场格局仍存变数。
在2023年之前，领头的宁德时代巅峰时市场份额过半，比亚迪依靠刀片电池紧跟其后，剩余不到三成的市场内，十余家公司远离聚光灯生死搏杀。任谁来看都会认为头部格局已经高度固定，而腰部公司难以掀起浪花。
然而，在一百多年汽车行业的整零关系变化中，极少出现如此强势的超级供应商。更何况动力电池在整车成本中占比三四成，整车厂无论出于安全还是成本考量，都一定会不断选出新的二供来制衡龙头，强势车企和强势产品仍有改变战局的可能。
事实上，类似的变化正在酝酿。今年以来，国内进入工信部新车目录的新能源车，例如理想L系列、吉利银河L6/L7等，大多公示了不止一家电池供应商；而在国外，也有媒体报道称宝马新一轮160GWh的电池订单中，欧洲90GWh的订单给到了国内一家以创新能力见长的电池企业——蜂巢能源。
今年以来，动力电池行业的马太效应正在减弱，TOP2企业前三季度的电池装机量同比均有下滑，几乎所有二线电池厂的市场占比均有提升[1]，属于二线电池厂的机遇正在到来。
对于拿下宝马大单的蜂巢能源来说，机会更是弥足珍贵，大型整车厂的选择往往具备改变供应商命运的潜力。更不用说像宝马这样拥有完整动力电池研发、验证体系的整车厂，在动力电池全球龙头的发家史中，宝马的800页德文技术文件也曾留下浓墨重彩的一笔。
这一次，故事的主角轮到蜂巢能源，在强者割据的中国动力电池市场，这家成立仅仅六年的公司已经能稳定进入前十。宝马的选择更代表着终局未定，关于创新、关于制造、关于市场，中国的动力电池企业们还有许多故事可以讲。
竞争范式的转变
2023年，当下游车企在卷得死去活来时，上游的电池企业却普遍面临产能过剩的困扰。
根据中国汽车工业协会公布的数据推算，今年前九个月，大约有140.5GWh的电池处于库存状态，同比增长60%，电池从下线到装车的间隔也从去年0.5-1个月延长至今年的1-3个月，这导致企业现金流被大量占用，动力电池企业“压力山大”[1][2]。
更严峻的是，今年上半年，龙头的产能利用率也一度下降至60%。这种现象似乎在说明：行业的竞争范式正悄然改变。
过去在锂电行业，一个最为关键的指标叫做“良率”，指的是动力电池在下线时达到合格标准的比例。这一比例在产品层面会影响电池的性能、稳定性和一致性，而在市场和企业经营层面，则会转化为客户口碑和生产成本，进而决定企业竞争力。
典型如消费电子时代的日韩电池厂，动力电池时代的中国电池厂，无一不是依靠在细节上“吹毛求疵”来取得成功。在行业发展的初期，电池行业的高门槛决定了“高良率”的优质产能存在天然的稀缺性。
然而，在头部电池厂们将单一工序良率推到99%以上，整线良率推到90%的当下，“高良率”的产线虽然具备相对更强的竞争力，但其稀缺性却不复往昔。
再加上锂电行业的下游客户，整车厂和储能厂商们对电池的需求也出现分化。这就要求电池企业在追求工艺的同时，还需要对电池材料、产品形态甚至是先进工厂环节进行创新来满足下游客户对成本和特定功能需求的期待。
围绕下游需求的创新能力，成为了这一阶段行业竞争新的关键要素。
但创新的难度往往是巨大的，工艺的提升能够依靠不断地试错、改进、迭代“勤能补拙”，创新却要在勤奋的基础上加上最关键的灵光一闪。昔日宁德时代能够异军突起，正是在电动汽车的浪潮到来之前，突破了难度更大的三元锂电池路线并押中了高能量密度的功能需求。
即使到今天，国内排名前十的动力企业中，有能力像龙头一样对电池材料、产品形态和工厂同时进行改进的企业也并不多，作为后起之秀的蜂巢能源反而是其中的佼佼者。
作为一家2018年才成立的动力电池企业，论制造经验，蜂巢在成立之初必然与已经在行业摸爬滚打十余年的同行存在差距，但正因为没有历史包袱，蜂巢反而能不受干扰地洞察到行业底层的需求。
例如在2019年，各家电池厂还在追逐高镍高能量密度的阶段，蜂巢能源敏锐地察觉到了成本对新能源车普及的重要性，于是在同年发布无钴电池，以去除动力电池中吨单价最高且价格波动严重的钴元素。而刚好在今年全行业开始成本竞争的阶段，蜂巢能源的无钴电池开始进入国内大型整车厂的供应链，预计全年出货将达到160万只。
又比如在新能源车销量节节攀升，但安全问题却备受质疑的去年，蜂巢推出龙鳞甲电池系统，在确保电池成组效率的同时实现了热电分离，确保了电池热失控时热喷射物不会与电路发生二次接触引发严重的安全问题。
类似的创新不胜枚举，在不少电池厂沿既定路线图向前摸索时，蜂巢能源许多产品创新反而更贴近“第一性原理”的思路。
更重要的是，蜂巢的创新没有停留在产品层面，电池的研发、制造、验证是一项体系化工程。在产品背后，先进的现代化工厂同样是重中之重。
生产产品的产品
一手缔造了SpaceX和特斯拉的马斯克有个著名的观点：工厂是制造机器的机器。
他将工厂视为特斯拉最重要的产品之一，通过对厂房、动线、库存以及关键生产步骤重新设计，使其每一个步骤都能匹配电动车的生产模式。遵循这一思路，特斯拉先后在内华达、上海、柏林、得克萨斯建成了四座超级工厂，迅速成为全球生产效率最高的电动车公司。
对于特斯拉的成功，同样在工厂环节投入巨大的蜂巢能源恐怕深以为然。
在蜂巢能源之前，国内大多数动力电池工厂都在做一项看起来“不太合理”的工作，即在方形的动力电池壳体内以圆形的方式卷绕极片。电池厂们有自己的理由，卷绕工艺效率更高更成熟，底层原理是工厂内机械以旋转方式运动的效率最高。
但这种生产电池的方式就像“以圆形的轨迹打扫方形的房间”，尤其在动力电池越做越大的情况下，边角留下死区对体积利用率的影响越发严重，电池极片弯折处容易受机械应力出现掉粉、毛刺，严重时可能会引发短路导致热失控。
于是蜂巢在生产工艺上选择了叠片，原理是将电池极片一层层叠好放进壳体内，有点类似于将文件收纳进抽屉，但实现的难度远比他们想象中要大得多。
2019年前后，蜂巢在市面上选择叠片机时，国内几乎没有成熟的叠片机供应商，只能被迫选择与为韩系动力电池企业提供叠片机的外企联合研发；叠片工艺的难度也相当大，如何对齐极片、怎么减少切割过程中产生的毛刺等都是业内顶级难题。
尽管蜂巢在金坛工厂投产前完成了第一代叠片机的研发，但叠片效率大约只有0.6s/片，虽然高于市面上的主流叠片设备，但相比卷绕0.2s/片的效率依然较低。
于是在推出第一代叠片机之后，蜂巢迅速启动了叠片机的全栈自研。2021年，蜂巢能源在确定要将叠片机的效率提升至卷绕之上后，走访了造纸、饮料、卷烟等多个行业来寻找解法，最终从易拉罐的产线中找到灵感，推出了多工位并联的新式叠片机，将叠片效率提升到了0.125s/片。
叠片工艺的成功为蜂巢站稳脚跟打下了基础，但电池的生产是二十多道工艺的复合，而最终的成果遵循“木桶效应”。
因此在重视叠片工艺的同时，蜂巢也几乎全方位地点满了制造环节的技能点。以生产环节的监测为例，蜂巢目前在叠片环节配置了CCD和Hi-pot在线检测功能，蜂巢能源的工程师告诉我们：“这些功能保证叠片过程中对齐度不良可实时监测和剔除，使得产品缺陷检测能力大幅提升。”
蜂巢能源电池产线
在物流环节，由于短刀电芯极组更重，长度更长，传统的皮带物流很难保证转运过程中极组的对齐度。因此蜂巢在工厂内设计了磁悬浮物流线，不仅解决了对齐度的问题，而且运输效率能够达到传统物流线的10倍。
过去三年，蜂巢能源在研发环节的总投入超过了22亿元，占其收入比例接近14%，在竞争强度极大的中国市场也排名前列，而高强度的投入最终转化成了蜂巢能源在制造环节的竞争力。
蜂巢能源电池产线
不过与不少电池厂沉浸于自研的思路不同的是，蜂巢能源也懂得如何借力。去年5月，蜂巢发起“先蜂产业合作伙伴全球招募活动”，招募锂电前沿与工业互联网的新兴企业，共有8家公司入围。
其中既包含研发导电剂的希诚新材、研发激光设备的盛雄激光，又包含了提供能源服务的华茂能联。与外部企业的联合能保证蜂巢能源的技术创新不至于陷入自我编织的茧房，而与蜂巢能源的合作又能帮助这些企业更快地实现技术落地。
在制造环节，蜂巢能源如今已经构筑起一套以“叠片工艺+工厂改进+供应链投资”为核心的层层嵌套的制造提升体系，如何高效率地运转这套体系，将会成为其打造“生产产品的产品”这一目标的关键。
市场趋势的助力
如今新能源车市场短期插混、长期纯电的趋势对蜂巢能源非常有利。
2023年1-9月，国内插混车型销量达到168.7万辆，同比增长84.5%，市场占比从去年同期的24%增长至今年的32%[3]。
由于插混车型能更好地应对中短期内的“里程焦虑”，以及更快地与燃油车形成了“油电同价”，在很长的一段时间内，插混车型都会成为市场中不可忽视的品类，并对上游电池行业持续造成影响。
从电池厂的出货量来看，蜂巢能源今年1-8月动力电池配套的车型中，插混车型比例已经远大于纯电车型，即使插混车型单车带电量更少，插混车型的装机电量与纯电动车装机电量的比值也达到了6:4。
这一现象对动力电池行业更深层次的影响在于，插混车型和纯电动车对电池的需求不同。了解电池行业的朋友可能知道，动力电池可以大致分为能量型电池和功率型电池，前者侧重电池的能量密度，而后者关注电池的峰值放电倍率。
纯电动车完全依赖电池供电，电流输出相对稳定，因此采用能量型电池来提升总的续航里程；而插混车型同时依靠电池和发动机驱动，用到电池的工况有很大一部分是需要大功率输出的急加速、上坡等场景，因此要求电池具备更高的放电倍率。
以蜂巢能源今年4月推出的L400短刀电池为例，该电池脉冲放电倍率超过15C，已经属于超高倍率的范畴，普通的动力电池倍率通常只有3-10C。
蜂巢能源短刀电池
而电池放电倍率的提升远没有看上去那么简单，微观层面的晶格排布、导电剂的使用都会影响电池充放电的性能。也正因为如此，行业内目前只有宁德时代和蜂巢能源拥有相对较全的PHEV电池产品线。
在今年插混市场爆发，且整车厂普遍提拔二供的情况下，蜂巢能源成了市场上为数不多的选项。
蜂巢能源董事长杨红新表示：“目前PHEV电池呈现出供不应求的局面，这种局面至少将持续到明年上半年。”截至目前，依靠L400短刀电池，蜂巢能源目前已经拿下了理想L7、吉利银河L7/L6、东风岚图追光/梦想家、哈弗猛龙/枭龙等众多车型的合作。
蜂巢能源短刀电池
不过在蜂巢的产品规划中，PHEV电池只是其中一个支点。正如上文所言，当前新能源市场的趋势是短期插混，长期纯电，在不少整车厂的规划中，也能看到长期看好纯电的趋势。
因此对高性能能量型电池的研发依然是蜂巢的核心工作，比如在今年流行的磷酸铁锂超充方面，蜂巢能源向我们透露：“相关产品正在开发，目前已完成对电解液、正负极盖板、过流、冷却等核心技术的验证。”
又比如在热门的4680大圆柱电池领域，蜂巢能源目前提出了支持高能量密度的纳米网硅负极技术，核心是攻克了硅负极充放电过程中的高膨胀率问题，搭载纳米网硅负极的动力电池能量密度将超过300Wh/kg，蜂巢内部已经规划了2025年5GWh的量产项目。
充足的技术储备让蜂巢具备了应对行业周期变化的能力，当动力电池这一轮洗牌结束，产业过剩产能出清，同时手握技术、制造与市场三张牌的蜂巢能源有望进入高速成长的周期。
参考资料：
[1] 2023年9月动力和储能电池月度数据，中国汽车动力电池产业创新联盟
[2]「汽车人」动力电池：产能过剩，竞争加剧，汽车人杂志
[3] 2023年9月份全国乘用车市场分析，乘联会