電動汽車熱潮催生了動力電池不同技能的開展,在現在以液態電解液為干流的動力電池供應局勢下,還有另一股技能力量,已有嘗試者“埋下伏筆”,勢必要參加到下一代電池技能的競賽之中。說起來,我們也并不生疏,那就是近幾年被炒得火熱的固態電池技能。
與液態電解液鋰電池不同的是,固態電池是一種運用固體電極和固體電解質的電池。從開展階段來看,固態電池將經歷從固液混合電解質的半固態電池到全固態電池的研制進程。
現在所了解到的是,全固態電池具有能量密度更高、體積更小、快充性能更好等長處,搭載全固態電池的車輛行駛里程也將會更長,充電更快。因此固態電池技能路線受到業界注重,不少頭部企業已官宣“下注”。
近期,日系三巨頭集體發力固態電池更是引發多方重視。
4月12日,本田宣告固態電池推動方案,“將出資約430億日元(約合人民幣21.3億元)建造全固態電池示范生產線,將于2024年春季發動,并使用于2025年以后推出的車型中。”
豐田方案2025年前,將完成全固態電池小規模量產,首要搭載在混動車型上;到2030年前方案完成全固態電池量產。
日產則在上一年11月發布的“日產汽車2030愿景”中表明,方案在2024年于橫濱建造固態電池試點工廠,并將于2028年推出搭載全固態電池的電動車型。近來,日產已發布其層疊全固態電池(ASSB)的原型生產工廠。
除企業發布時間表外,據最新消息,日本經濟工業省將向日產和本田提供約1510億日元(約合人民幣74.9億元)資金,支撐這兩家企業進行全固態電池的開發。
現在來看,在固態電池的研制上,日本已構成以車企主導并下場參加研制,國家層面資金支撐的開始格式。
而面對日系車企的蜂擁而至,韓系企業也不甘示弱。
現代汽車方案在2025年試生產裝備固態電池的電動汽車,2027年部分批量生產,在2030年左右完成全面批量生產。
除車企外,韓國頭部電池企業也紛繁表態。其中,LG新能源方案到2026年完成聚合物基全固態電池量產,到2030年完成更先進的硫化物基全固態電池量產。本年內將在德國設立固態電池研制基地,就是其量產方案的一部分。
而三星SDI也在搶抓新技能機會,4月14日宣告在韓國水原京畿道的全固態電池試產線已開工。
SKOn則在上一年12月成立研究中心,用于硅負極、高鎳正極、金屬鋰等技能研制,并將在該中心建立一條針對軟包電池設計的試產線,也將用于測驗固態電池等,估計2022年上半年將投入運營。
值得注意的是,部分上游資料企業也已同步跟進。浦項制鐵宣告已開始在韓國建造固體電解質工廠,投產后固態電解質年產能將達24噸,并將與電池企業合作開發用于電動汽車的固態電池。
能夠看出,與日本不同的是,韓國電池和資料企業舉動更為活躍。
事實上,不僅是日韓企業,基于對前沿技能的看好,更多國家頭部電池、整車企業也紛繁參加研制隊列,全球掀起了固態電池研制熱潮。
保時捷于本年3月宣告與Quantumscape打開合作,將開發一款電動版911車型,方案搭載固態電池;梅賽德斯-奔馳牽手輝能科技,將耗資近億歐元押寶固態電池;而更早之前,寶馬、福特等車企也表明方案于2022年內完成車輛搭載固態電池,并進行實踐工況測驗。
很多工業鏈頭部企業的活躍布局,給業界帶來一個信號:面向2025年后的下一代動力電池技能的卡位戰,現已悄然拉開戰幕。
但是,有重資挺進的參加者,也不乏聽天由命的企業。
美國電動汽車草創企業Fisker在上一年年末對外表明,將拋棄固態電池研制。Fisker創始人亨里克·菲斯克認為,“固態電池技能,是當你覺得現已完成了90%,簡直快到達方針了,然后意識到剩下的10%比前面的90%困難得多,因此我們選擇拋棄,由于真的無法落地。”事實上,Fisker此前對固態電池已進行了數年的研制,原方案在其一款新車上搭載固態電池。
正如亨里克·菲斯克所言,打破固態電池技能瓶頸十分困難,同時還需要到達較高的安全指標。日產固態電池開發負責人不久前表明,“固態電池能量密度是現在鋰電池的2倍,就像一個更風險的潛在‘炸彈’,如果產生重大事故,固態電池或許會比現在的電池更具災難性。”
因此,固態電池愿景盡管夸姣,但難以一步到位。權衡利弊之下,現在各家企業基本上都處在半固態電池研制階段,并為全固態電池做技能儲備。而在這一范疇,我國企業起步也不晚。
包括孚能科技、國軒高科、輝能科技、贛鋒鋰電、清陶能源、衛藍新能源等企業,都早已布局固態/半固態電池開發,并與部分車企協同研制。
2021年1月,蔚來發布了150kWh固態電池包,可完成360Wh/kg的能量密度,并定于2022年第四季度對外交付。
國內電池企業方面,據了解,國軒高科已開宣布能量密度大于360Wh/kg的半固態電池產品,并已獲車企認可。
本年1月,孚能科技第一代半固態電池(能量密度330Wh/kg)送樣車企獲得了杰出反應,下一階段能量密度研制方針將提升至400Wh/kg。
同月,第一批搭載贛鋒鋰電第一代半固態電池的50輛春風E70電動汽車完成交付。現在,贛鋒鋰電正在開發第二代半固態電池,正極將選用高鎳三元,負極含金屬鋰,產品能量密度方針是超過350Wh/kg。
本年2月,清陶能源出資50億元的固態電池項目在昆山開工,產能規劃10GWh。
別的,輝能科技獲得梅賽德斯-奔馳近億歐元出資之前,已和蔚來、愛馳汽車、Enovate在固態電池范疇打開合作。
在車企和電池企業需求的帶動下,資料企業也有所舉動。據悉,天賜資料在固態/半固態電解質上均已有專利布局;容百科技則表明,其高鎳三元資料可使用于半固態電池,并已參加到下流電池企業的協同開發。
受益于電池工業鏈集群優勢,我國以電池企業研制主導,上游資料企業和下流車企聯動格式已開始構成。
職業普遍認為,固態電池的實踐使用遠景在2030年左右。SNEResearch估計,全球全固態電池市場到2025年將達30GWh,到2030年將達160.1GWh。
可見,固態電池的大規模量產還有很長的路要走,競賽格式現在沒有構成。據不完全統計,現在,全球已有超30家企業對固態電池技能和產線進行了初期布局,都想構建起本身的“技能壁壘”。破局者需解決固態電解質資料迭代等一系列難題后,或將占有工業化先發優勢。電池中國作者:黃麗
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固態電池
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