通用汽車(chē)正在對(duì)其電動(dòng)車(chē)電池技術(shù)路線進(jìn)行重要調(diào)整。
曾幾何時(shí),磷酸鐵鋰電池(LFP)還是通用汽車(chē)降低成本、實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化普及的“希望之星”。就在不久前的規(guī)劃中,這家底特律巨頭車(chē)企還曾信誓旦旦地表示,將于2027年末,在美國(guó)田納西州的合資工廠大規(guī)模投產(chǎn)LFP電池,以此來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)上日益激烈的成本競(jìng)爭(zhēng)。然而,計(jì)劃趕不上變化。
根據(jù)該公司近期披露的信息,通用汽車(chē)已將富鋰錳基(LMR)電池作為其下一代電動(dòng)車(chē)用電池的主攻技術(shù)方向之一。該電池采用棱柱形電芯結(jié)構(gòu),目標(biāo)是在2028年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車(chē)。與此同時(shí),其原本計(jì)劃用于電動(dòng)車(chē)的LFP電池,可能不會(huì)進(jìn)入通用汽車(chē)的產(chǎn)品體系。
通用汽車(chē)電池業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人近日在接受采訪時(shí)表示,其田納西州合資工廠將于本月啟動(dòng)LFP電芯生產(chǎn),但該產(chǎn)品僅用于儲(chǔ)能系統(tǒng),而非電動(dòng)車(chē)。他指出,“磷酸鐵鋰電池或許不會(huì)進(jìn)入我們的產(chǎn)品體系。”取而代之的是LMR電池,通用方面將其稱(chēng)為未來(lái)的“主力電池方案”。
這一轉(zhuǎn)向意味著,通用汽車(chē)此前制定的雙線并行的電池策略,即高鎳三元與磷酸鐵鋰搭配,已發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的調(diào)整。
01
“十年磨一劍”的長(zhǎng)期布局
值得注意的是,這一變化并非臨時(shí)決策,而是一場(chǎng)“蓄謀已久”的技術(shù)突圍。
據(jù)了解,通用汽車(chē)對(duì)LMR這一技術(shù)方向的研發(fā),已醞釀超過(guò)十年之久。在多數(shù)車(chē)企早期聚焦于三元和LFP時(shí)期,通用在LMR領(lǐng)域保持了持續(xù)的投入。這一技術(shù)之所以吸引通用長(zhǎng)期跟進(jìn),在于其理論上兼具成本與能量密度的平衡潛力,而這與其材料構(gòu)成直接相關(guān)。
從材料構(gòu)成看,LMR的核心特征在于大幅提升錳的比例。根據(jù)通用汽車(chē)披露的信息,其LMR電芯中錳含量約為60%-70%,鎳含量降至30%-40%,鈷含量控制在0-2%。作為對(duì)比,目前主流的高鎳三元電池(如NCMA)中鎳含量約為85%,錳僅占10%,鈷約占5%。
這一材料配比的變化,帶來(lái)了幾個(gè)層面的影響:成本層面,錳的市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)低于鎳和鈷,通過(guò)以錳替代鎳和鈷,LMR的材料成本顯著下降。通用汽車(chē)方面表示,其LMR電池在美國(guó)的制造成本與磷酸鐵鋰(LFP)基本持平。需要注意的是,LFP本身就是以低成本著稱(chēng)的技術(shù)路線。
能量密度方面,通用方面稱(chēng),與當(dāng)前性能較好的LFP電芯相比,通用LMR棱柱電芯的能量密度高出約33%。這意味著在同等重量或體積下,LMR電池能夠存儲(chǔ)更多電量。
應(yīng)用場(chǎng)景方面,據(jù)介紹,通用計(jì)劃將LMR電池率先應(yīng)用于電動(dòng)皮卡和全尺寸SUV。這兩類(lèi)車(chē)型對(duì)續(xù)航和載重有較高要求,同時(shí)也對(duì)成本敏感。通用希望LMR電池能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)400英里(約644公里)的續(xù)航。通用的策略邏輯是:比高鎳三元更便宜,比LFP更適合大車(chē)長(zhǎng)續(xù)航。
從量產(chǎn)節(jié)奏來(lái)看,根據(jù)通用披露的信息,2027年末,通用與LG新能源的合資工廠,將啟動(dòng)LMR電芯的預(yù)生產(chǎn);2028年,位于田納西州的Ultium Cells工廠將開(kāi)始商業(yè)化量產(chǎn)。通用的目標(biāo)是成為首家在量產(chǎn)電動(dòng)乘用車(chē)中部署LMR電池的汽車(chē)制造商。
事實(shí)上,通用并非唯一看好LMR的車(chē)企。2024年,福特汽車(chē)宣布,計(jì)劃推進(jìn)富鋰錳基電池技術(shù)的量產(chǎn)落地,將之應(yīng)用于其旗下新一代電動(dòng)汽車(chē)。此外,寧德時(shí)代、三星SDI、中汽新能等頭部電池供應(yīng)商,也在持續(xù)開(kāi)展LMR相關(guān)研發(fā)。
02
LMR技術(shù)面臨的產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)
需要指出的是,富鋰錳基電池目前尚未進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化階段。
LMR并非一項(xiàng)突然冒出的新技術(shù)。學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)富鋰錳基正極材料的研究已持續(xù)多年,但其遲遲未能成為動(dòng)力電池的主流路線,核心原因在于,實(shí)驗(yàn)室層面的優(yōu)異性能與車(chē)規(guī)量產(chǎn)的實(shí)際需求之間存在明顯落差。當(dāng)理論優(yōu)勢(shì)進(jìn)入工程化驗(yàn)證階段,一系列技術(shù)難題便被放大。
據(jù)了解,LMR材料面臨的主要挑戰(zhàn),包括電壓衰減、首圈不可逆容量損失、倍率性能不足、循環(huán)壽命受限等。其中,電壓衰減問(wèn)題尤為關(guān)鍵。據(jù)標(biāo)普全球的分析,LMR電池在充放電循環(huán)中會(huì)出現(xiàn)容量衰減和電壓衰減,造成性能持續(xù)下降;同時(shí),其充放電倍率較低,難以支持超快充和高倍率放電需求;此外,熱穩(wěn)定性也是一個(gè)潛在隱患,電池積熱時(shí)可能影響安全性。
這些技術(shù)“障礙”意味著,LMR從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)裝車(chē),仍需解決一系列材料改性、電芯設(shè)計(jì)和制造工藝層面的工程化問(wèn)題。
面對(duì)上述挑戰(zhàn),部分車(chē)企表示已取得突破。福特汽車(chē)方面稱(chēng),已找到解決電壓衰減問(wèn)題的方法,但未披露具體技術(shù)細(xì)節(jié)。通用汽車(chē)方面則表示已攻克相關(guān)難關(guān),將通過(guò)創(chuàng)新工藝最大限度降低風(fēng)險(xiǎn),并稱(chēng)即使在極端溫度下,LMR電池的性能預(yù)計(jì)與其第一代高鎳電池相當(dāng)。需要指出的是,其實(shí)際量產(chǎn)效果仍有待產(chǎn)品落地后檢驗(yàn)。
中國(guó)企業(yè)方面,國(guó)內(nèi)正極材料龍頭當(dāng)升科技披露,其全固態(tài)電池用超高容量富鋰錳基材料,已實(shí)現(xiàn)20噸級(jí)以上批量供貨,相關(guān)產(chǎn)品已被導(dǎo)入清陶、衛(wèi)藍(lán)、輝能、贛鋒鋰電、中汽新能等多家固態(tài)電池客戶(hù)。在裝車(chē)驗(yàn)證方面,中汽新能與南開(kāi)大學(xué)陳軍院士團(tuán)隊(duì),聯(lián)合開(kāi)發(fā)的超高比能富鋰錳固液電池,已于2026年2月實(shí)現(xiàn)裝車(chē),電芯能量密度超過(guò)500Wh/kg,續(xù)航里程突破1000km,計(jì)劃于2026年啟動(dòng)示范運(yùn)營(yíng)。這些進(jìn)展表明,LMR技術(shù)正在從實(shí)驗(yàn)室加速走向產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證階段。
與此同時(shí),通用汽車(chē)選擇主攻LMR的背景,也需要放在更廣闊的市場(chǎng)環(huán)境中審視。
眼下,美國(guó)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)需求增速有所放緩,控制成本、推出更具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的電動(dòng)車(chē)型,已成為車(chē)企的共同課題。特斯拉、福特等多家全球車(chē)企,都已推出搭載LFP電池的電動(dòng)汽車(chē),借助LFP在成本和安全性能上的優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)。
而通用汽車(chē)過(guò)去數(shù)年在美推出的十余款電動(dòng)車(chē),全部搭載能量密度較高的高鎳電池。據(jù)路透社等媒體報(bào)道,通用最新推出的雪佛蘭Bolt——其在美售價(jià)最低的電動(dòng)車(chē)型,采用的是寧德時(shí)代供應(yīng)的磷酸鐵鋰電芯。這也從側(cè)面反映出,通用目前的電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品線在低成本電池方案上存在缺口。
在此背景下,通用將LMR作為其下一代主攻方向,試圖在長(zhǎng)續(xù)航與低成本之間找到新的平衡點(diǎn)。但LMR能否在2028年量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)前攻克電壓衰減等核心難題,仍需要持續(xù)跟蹤驗(yàn)證。
