“全固態(tài)電池,日本應該超前我們5年”,12月2日,歐陽明高院士在接受媒體采訪時表示。
固態(tài)電池似乎已經成為車業(yè)最炙手可熱的話題之一。
在國外,有印度研究機構號稱,2022年推出固態(tài)可充電鋁電池,即成為世界上第一款商用鋁離子固態(tài)電池。屆時電池續(xù)航至少能提高3倍,車用續(xù)航輕松超過1200公里。
在國內,有兩大消費電子巨頭——即將造車的小米和想要造車的華為,聯(lián)手進軍固態(tài)電池領域。
隨著新能源汽車滲透率的不斷提升,動力電池市場正快速向TWh時代邁進。而規(guī)模的擴大,也讓技術迭代被提上了日程。有觀點認為,電動車的競爭最終將成為電池的競爭。
同時我們發(fā)現(xiàn),對于固態(tài)電池,海外車企展現(xiàn)出了空前的積極性。
固態(tài)電池是下一個風口嗎?還是資本市場的新故事素材?能否成為歐美日車企和電池廠超車的機會?
海外企業(yè)押寶固態(tài)電池成風
12月1日,Stellantis集團宣布戰(zhàn)略投資美國固態(tài)電池技術公司Factorial Energy。雙方還簽署了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議,以推進Factorial的高壓牽引固態(tài)電池技術。目標是在2026年引入首個具有競爭力的固態(tài)電池技術。
此外,投資這家固態(tài)電池公司的不只有Stellantis集團,還有梅賽德斯-奔馳和現(xiàn)代汽車集團。
奔馳不但投資了數(shù)千萬美元,還將任命一名代表進入該公司的董事會。目標是在2022年開始測試電池原型產品,并在未來 5 年內將該技術引入批量生產。
現(xiàn)代和起亞也在一個月前聯(lián)合宣布,同F(xiàn)actorial Energy簽署了包括戰(zhàn)略投資合作在內的聯(lián)合開發(fā)協(xié)議。包括單元、模組、系統(tǒng)各層面在內,達到電動汽車整車集成,并共同開發(fā)固態(tài)電池的規(guī)范化生產。
11月29日,日產汽車宣布到2028財年推出搭載全固態(tài)電池(ASSB)的電動車型,屆時電池組的成本將降至每千瓦時75美元。未來,成本會進一步降低至每千瓦時65美元,以實現(xiàn)電動車型和燃油車型的成本平價。日產汽車表示,全固態(tài)電池(ASSB)能夠將充電時間縮短至原來的三分之一。
10月份,韓國電池制造商SK Innovation向福特汽車支持的固態(tài)電池開發(fā)商Solid Power公司投資3000萬美元,聯(lián)合生產車規(guī)級固態(tài)電池。SK的電池研究負責人在不久前表示,計劃比競爭對手提前兩年或更早交付固態(tài)電池,而這一時間點預計在2025年之前。
6月,LG新能源亞洲營銷總經理樸鎮(zhèn)庸公開表示,LG新能源正在著手開發(fā)新一代電池,包括擁有更優(yōu)秀安全性能的聚合物和硫化物的全固態(tài)電池,爭取2026年實現(xiàn)量產,將有望應用于電動汽車和飛機領域。9月,LG能源表示,已開發(fā)出可在室溫下充電的固態(tài)電池,能夠在25℃下充電500次以上。
5月,三星SDI宣布將在2025年之前完成大型全固態(tài)電池單元和原型全固態(tài)電池單元的開發(fā),并于2027年開始量產。
寶馬則宣布和福特及其他合作伙伴擴大與美國固態(tài)電池企業(yè)Solid Power的現(xiàn)有聯(lián)合開發(fā)協(xié)議,投資1.3億美元用于固態(tài)電池技術研發(fā)。
4月,寶馬集團宣布,與德國政府合作開發(fā)的新一代電芯項目取得進展。寶馬計劃從明年開始,將100安時固態(tài)電芯用于固態(tài)電池車規(guī)級標準的測試及整車的集成,于2025年前推出應用固態(tài)電池的原型車,并在2030年前將技術應用于量產車。
同月,大眾汽車宣布對固態(tài)電池企業(yè)QuantumScape追加1億美元的投資。
作為固態(tài)電池領域擁有專利最多的車企,豐田的固態(tài)電池已經開始在原型車上進行測試。豐田計劃到2030年,預計投入1.5萬億日元用于開發(fā)動力電池及其電池供應鏈。
此外,豐田還與松下成立了固態(tài)電池合資公司,計劃在2025年量產搭載固態(tài)電池的電動汽車。
得不到的永遠在騷動
前面提到的這些海外企業(yè),all in固態(tài)電池的態(tài)度非常堅決。但是這就像L4級自動駕駛一樣,很多車企都說自己已經實現(xiàn)了,可事實呢?反正沒落地,你怎么說都行。
對于如何優(yōu)雅的蹭熱點,車企都是個中好手。就連元宇宙這種虛頭八腦的東西都可以蹭,固態(tài)電池有什么不能蹭呢。
有時候,科研人員在研發(fā)一項新技術的時候,關心的不是這項技術到底能不能應用,而是之前有沒有人用過,沒人用過就能發(fā)論文。
企業(yè)也是一樣,這項技術還沒人用,我就可以拿來包裝,沒準就可以拉高股價。
比如QuantumScape,在去年11月上市后,一個月內股價便飆升了300%,第二月又上漲了80%,最高時達到了132.73美元/股。
沒有故事的企業(yè)才更需要故事,PPT造車這件事有不是只有在新勢力身上才會出現(xiàn)。
作為“電動一哥”的特斯拉,自然比其他車企更明白動力電池的重要性,但馬斯克似乎對固態(tài)電池就不是特別感冒,雖然他也并沒有否定過。
不過,如果真如一些媒體報道的那樣,QuantumScape的固態(tài)電池能夠顛覆特斯拉,你認為馬斯克會不知道這件事么?那為何他還在琢磨4680?
我想,大概率是因為時間的問題。
主流觀點認為,半固態(tài)電池或許能夠在2025年左右實現(xiàn)大規(guī)模量產,而全固態(tài)電池完全實現(xiàn)商業(yè)化至少還要10年的時間,可能這也是馬斯克對于固態(tài)電池一直持保守態(tài)度的原因?;蛟S在他看來,10年的時間會發(fā)生很多變化,還是專注于當下比較好。
國軒高科工研總院常務副院長徐興無此前曾說過,鋰金屬負極全固態(tài)電池還有很長的路要走,投入應用估計是十年以后的事情。他認為,一方面,全固態(tài)的電解質目前解決起來還有非常大的困難;另一方面,鋰在循環(huán)過程中即使沒有鋰枝晶,也要面對粉化的問題、循環(huán)壽命的問題。
另外,固態(tài)電池到底是不是終極路線,到現(xiàn)在也沒人能百分百確定。
固態(tài)電池的優(yōu)勢就不用太多說了,簡單概括就是,由于液態(tài)鋰離子電池存在電解液氧化、電極膨脹、高溫失控等安全隱患,只能犧牲能量密度來換取穩(wěn)定性。而固態(tài)電池因為采用了固態(tài)電解質,所以更輕、更薄、更密、更穩(wěn),既能提升續(xù)航里程,也更加安全。
不過,全固態(tài)電池的劣勢也很明顯,比如固態(tài)電解質導鋰能力差,鋰離子導電率低,內阻高導致內部傳輸效率低。還有就是循環(huán)壽命的問題,即便QuantumScape完成了800次的循環(huán)測試,但是與1500次的三元鋰和2000次的磷酸鐵鋰相比,還是有很大的差距的。
總之,固態(tài)電池現(xiàn)階段還有很多技術瓶頸沒有突破,能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、安全、成本,這5個要素少了哪一個,在最終實現(xiàn)商業(yè)化的時候都會受到非常大的挑戰(zhàn)。尤其是成本問題,是最難翻越的大山,因為固態(tài)電池的成本是肉眼可見的,不是靠規(guī)模化就可以降下去的。
汽車分析師、北方工業(yè)大學汽車產業(yè)創(chuàng)新研究中心研究員張翔向鳳凰網汽車表示:“固態(tài)電池的技術指標要比傳統(tǒng)的鋰離子電池好很多,但是這個指標主要是實驗室里面的指標,實際量產過程中還有很多問題沒有解決。固態(tài)電池屬于革命性的突破,所以其不確定性也更高?!?/p>
有分析指出,蔚來的半固態(tài)電池可以看作是全固態(tài)電池代替液體電池的過渡方案,更適合當下的市場。國外的企業(yè)選擇直接研發(fā)全固態(tài)電池,有些是在自我炒作,有些是想放手一搏。
日本電池系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)ENAX社長三枝雅貴此前就曾表示:“從成本方面來說,電池已成為中國的天下。日企希望借助技術實力,在全固態(tài)電池領域挽回局面?!?/p>
中國在固態(tài)電池上落后了?
與前面提到的那些海外企業(yè)相比,國內的企業(yè)在固態(tài)電池方面的探索的確沒有那么激進,但要說落后也不太準確。
比如,中科大在幾個月前發(fā)現(xiàn)了一種全新的氯化物固態(tài)電解質——氯化鋯鋰,突破了固態(tài)電池的成本瓶頸,可變形性好,比一般的固態(tài)電解質耐濕,還可以讓成本降低 94%。
11月,半固態(tài)電池供應商衛(wèi)藍新能源將\獲得來自小米集團、華為等機構約5億元的戰(zhàn)略投資,其估值達到50億元。
10月份,輝能科技完成了3.26億美元的新一輪融資。按照規(guī)劃,他們要在2021年達到1GWh的半固態(tài)鋰離子電池產能,到2024年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產。
9月,清陶發(fā)展的QT-360高能量密度產品在國家機動車產品質量監(jiān)督檢驗中心(上海)完成國家強檢認證測試。該產品電池單體實測放電容量(1/3C)超過116Ah,能量密度為368Wh/kg。
7月,贛鋒鋰電與東風公司技術中心正式簽約,并簽訂固態(tài)電池E70車型示范推廣協(xié)議。2022年初,贛鋒鋰電固態(tài)電池或將率先搭載在東風E70車型上,并完成車輛交付和示范推廣。不過,目前贛鋒鋰電的第一代和第二代固態(tài)電池均為固液混合電池技術,也就是半固態(tài)電池。
4月14日,蜂巢能源與中國科學院寧波材料技術、工程研究所共建的固態(tài)電池技術研究中心在無錫揭牌。按照計劃,蜂巢能源將于2025年在量產車上應用示范能量密度達350-500Wh/kg的固態(tài)電池。
同月,鴻海董事長劉揚偉表示,富士康將在2024年推出固態(tài)電池。
今年年初,寧德時代公開了兩種與固態(tài)電池相關的專利。
可以看出,與海外企業(yè)直接瞄準全固態(tài)電池不同,國內的衛(wèi)藍新能源、清陶發(fā)展、國軒高科、贛鋒鋰電等,其實都選擇了半固態(tài)電池的路線,雖然他們也有全固態(tài)電池的生產線,但已量產的全固態(tài)電池主要應用在消費電子、特種電源等領域。已下線的用在新能源汽車上的半固態(tài)電池,目前處在驗證測試階段。
雖然寧德時代在5月份的時候表示,目前已經可以做出固態(tài)電池的樣品,但是距離實現(xiàn)商業(yè)化還有很遠的路要走,預計到2030年才會面向市場推出。所以,他們選擇了鈉離子電池作為過渡。
第一代鈉離子電池電芯單體能量密度已經達到160Wh/kg,不但低溫性能更佳,且系統(tǒng)集成效率更高。
另一方面,我國的鋰離子動力電池技術與國外先進水平還存在一定差距。
中國科學院物理研究所研究員黃友元認為差距主要表現(xiàn)在三個方面:一是國內的鋰離子動力電池單項指標可能與國外接近甚至更高,但總體指標偏低,特別是在電池壽命上面;二是在產品的可靠性、一致性上存在較大差距;三是產業(yè)規(guī)??傮w很大,但存在單家公司規(guī)模較小、過于分散的問題。
或許是因為有這方面的原因,所以國內的動力電池企業(yè)或者車企在技術創(chuàng)新的時候會更加謹慎,相比海外企業(yè)步子邁得小一些。
寫在最后:不可否認,目前美、德、日在全固態(tài)電池領域擁有一定的技術前瞻優(yōu)勢,如果國內的動力電池企業(yè)和車企不加以重視,很難說會不會在10年后甚至5年后失去目前的主動權。而且目前的液態(tài)鋰離子電池,也很難完成2025年400Wh/kg和2030年500Wh/kg的能量密度目標。
當然,也有觀點認為,海外企業(yè)直接研發(fā)全固態(tài)電池風險很大。
比如,已默默研發(fā)固態(tài)電池長達數(shù)年之久的Fisker,在今年年初表示放棄研發(fā)全固態(tài)電池,前面90%的努力都打水漂了。
無獨有偶,鋰電池企業(yè)麻省固能(SES)也放棄了全固態(tài)電池技術研發(fā),而是選擇固液混合的半固態(tài)電池路線。
固態(tài)電池的走熱有技術層面的必然性,但行業(yè)對固態(tài)電池的熱切期盼,也與資本力量在背后的推波助瀾不無關系。
企查查提供的信息顯示,2020年國內動力電池賽道披露的融資金額為627.38億元,2021年(截止至11月底)這一數(shù)據增長138.66%至1497.33億元。
資本市場的熱情高漲,為動力電池領域提早進入軍備競賽階段添了一把火。說的更直白點,其實就是內卷造成的。
但核心技術的迭代需遵循客觀規(guī)律,不可一蹴而就,畢竟動力電池在一致性、安全性、穩(wěn)定性等方面都有非常高的要求。企業(yè)不可一味的喊口號,更不可在傳播時去誤導我們的消費者。
來源:蓋世汽車
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