動力電池是新能源汽車的核心零部件。一直以來,行業(yè)孜孜以求,希望能通過研發(fā)量產(chǎn)更安全、性價比更高、續(xù)駛里程更長的動力電池,推動汽車電動化的深度革新。
固態(tài)電池作為一顆冉冉升起的“新星”,被業(yè)界視為下一代動力電池技術(shù)的發(fā)展方向,受到了產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的追捧。目前,在這條嶄新的賽道上,行業(yè)仍在為實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)做著各方面的準(zhǔn)備,一場竟備賽劍拔弩張。圍繞固態(tài)電池的企業(yè)動態(tài)新聞不時公之于眾,刺激著行業(yè)繃緊的神經(jīng)。
自主企業(yè)“搶跑”固態(tài)電池裝車
隨著固態(tài)電池成為動力電池技術(shù)突破的風(fēng)向標(biāo),企業(yè)間的競爭也從低調(diào)布局變成了公開“內(nèi)卷”。這其中,量產(chǎn)裝車成為它們搶跑固態(tài)電池賽道的重要門檻,而2022年更是被認(rèn)為是固態(tài)電池商業(yè)化落地發(fā)展的關(guān)鍵一年。
今年以來,多家企業(yè)相繼釋放固態(tài)電池裝車的利好消息。今年1月,由東風(fēng)汽車與贛鋒鋰業(yè)合作開發(fā)的首批50輛東風(fēng)-贛鋒高比能固態(tài)電池車完成交付,成為全球首個固態(tài)電池汽車示范運營項目。據(jù)了解,該款固態(tài)電池的能量密度與目前主流三元鋰電池類似,約為260Wh/kg,循環(huán)壽命可滿足目前乘用車的使用需求。而贛鋒鋰業(yè)的第二代固態(tài)電池,能量密度將達到360Wh/kg,2021年一季度已完成B樣開發(fā),根據(jù)規(guī)劃2022年一季度完成C樣開發(fā),容量達到70Ah,預(yù)計2023年一季度進入SOP階段;其第三代固態(tài)電池的能量密度將達到420Wh/kg,2021年一季度完成了A樣產(chǎn)品開發(fā)。贛鋒鋰業(yè)方面還透露,預(yù)計規(guī)劃的2GWh第一代固態(tài)電池產(chǎn)能,今年會逐步釋放。
此外,在2022中國電動汽車百人會論壇上,衛(wèi)藍新能源首席科學(xué)家李泓表示,公司正與蔚來汽車合作,計劃基于ET7車型,推出單次充電續(xù)駛1000公里的混合固液電解質(zhì)電池,電池包擁有150kWh電能,能量密度為360Wh/kg,預(yù)計在今年年底或明年上半年開始量產(chǎn)。另據(jù)報道,近日,寶雅汽車配裝固態(tài)電池系統(tǒng)的純電動轎車樣車FB77,在山東煙臺完成調(diào)試下線。
產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)寄希在固態(tài)電池量產(chǎn)裝車上“搶跑”,而在融資方面,這個領(lǐng)域也依然吸引著資本的關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計,2022年以來,衛(wèi)藍新能源、高能時代、太藍新能源、恩力動力、清陶能源等多家固態(tài)電池供應(yīng)商獲得了新一輪投資。
全球搶位賽競爭氣氛漸濃
有觀點認(rèn)為,固態(tài)電池的“風(fēng)口”已至,其商業(yè)化將帶動電動汽車市場重新“洗牌”。因此,不僅國內(nèi)企業(yè),全球電池制造商都在大力推動這個領(lǐng)域的發(fā)展,以期在后續(xù)的汽車電動化“激戰(zhàn)”中獲取變量籌碼。這其中,歐、日、韓電池企業(yè)已“聞風(fēng)而動”。
今年以來,包括日產(chǎn)、本田在內(nèi)的日系車企先后發(fā)布了關(guān)于固態(tài)電池的最新計劃。4月,日產(chǎn)汽車表示,計劃在今年建立全固態(tài)電池的實驗室級別可行性研究,2024年在日本橫濱設(shè)立生產(chǎn)線,2028年正式實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車。近日,本田在汽車電動化業(yè)務(wù)說明會上宣布,將投資約430億日元(約合人民幣22億元)建設(shè)一條全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線,預(yù)計2024年春季投產(chǎn)。另據(jù)外媒報道,通用汽車與本田汽車正在就擴大電動汽車合作伙伴關(guān)系進行談判,其中就包括合作開發(fā)固態(tài)電池。
而除了已經(jīng)官宣固態(tài)電池商業(yè)化時間表的大眾和寶馬汽車之外,今年1月,梅賽德斯-奔馳與輝能科技達成共同開發(fā)動力電池的技術(shù)合作協(xié)議,奔馳對輝能科技進行了數(shù)百萬歐元的投資,同時還將幫助其在歐洲建立生產(chǎn)廠,新工廠最快將于2022年年底建成。
韓國方面,今年3月,三星SDI和浦項集團分別宣布了建造固態(tài)電池生產(chǎn)線的計劃。三星SDI表示,已開始在韓國京畿道水原市建設(shè)一座占地6500平方米的固態(tài)電池試點生產(chǎn)線。三星SDI首席執(zhí)行官Choi Yoon-ho在一份聲明中表示,“新的固態(tài)電池生產(chǎn)線將提高我們的技術(shù)競爭力和盈利水平,并助力公司成為全球第一大電池企業(yè)。”浦項集團則宣布,在韓國慶尚南道梁山市建設(shè)一座新的固態(tài)電池生產(chǎn)設(shè)施。據(jù)稱,的從2022年下半年開始,新生產(chǎn)設(shè)施將每年生產(chǎn)24噸固體電解質(zhì)。據(jù)報道,浦項集團已與輝能科技達成合作,將共同開發(fā)固態(tài)電池組件,研發(fā)核心材料,并建立一個全球供應(yīng)系統(tǒng)。
此前,中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長董揚曾公開表示,以固態(tài)動力電池為代表的新一代動力電池是未來的重要競爭領(lǐng)域,日美等先進國家的全固態(tài)動力電池研究,總體上仍處于技術(shù)攻關(guān)階段,預(yù)計2025年以后才有可能開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。我國目前固態(tài)動力電池研究并不落后,在世界科學(xué)期刊發(fā)表文章數(shù)已居世界第一。因此,業(yè)界應(yīng)該注重和鞏固我國在這方面的優(yōu)勢。
清陶(昆山)能源發(fā)展股份有限公司總經(jīng)理李崢認(rèn)為,現(xiàn)階段,最完整的電池產(chǎn)業(yè)鏈、最大規(guī)模的電池研究群體以及最大的市場都在中國,國內(nèi)經(jīng)歷了多年的積累和電池技術(shù)的迭代更新,已具備完整的創(chuàng)新體系,為固態(tài)電池乃至整個電池行業(yè)的發(fā)展提供了非常好的土壤。
量產(chǎn)的前提要體現(xiàn)產(chǎn)品競爭優(yōu)勢
根據(jù)已知的信息可以預(yù)見,在產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的共同努力下,固態(tài)電池的商業(yè)化道路未來將逐漸鋪開。但目前來看,“風(fēng)口”上的固態(tài)電池要從實驗室的“象牙塔”走到產(chǎn)業(yè)化的“金字塔”,技術(shù)和成本依然是繞不開的話題。
近日,韓國研究機構(gòu)SNe Research在其舉辦的“下一代電池研討會”上指出,固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化還存在諸多挑戰(zhàn),可能在2030年前都很難實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),原材料成本、技術(shù)層面存在的問題依然是全固態(tài)電池的兩大痛點。
在2022中國電動汽車百人會論壇上,中國科學(xué)院物理研究所研究員李泓表示,為了實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn),需要打造一個產(chǎn)業(yè)鏈。“針對高比能的電池,我們需要進一步優(yōu)化和開發(fā)新的正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料、預(yù)鋰化材料、超級粘結(jié)劑、導(dǎo)電添加劑、以及新一代的金屬沉積的集流體,同時開發(fā)新的前段、中段和后段工藝,以及實施智能化工廠,將極致制造和極簡制造結(jié)合在一起,形成下一代的工業(yè)4.0級的固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈。”他說道。
“要實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn),需對整個產(chǎn)業(yè)鏈進行培育。今后,我們將緊跟車企的節(jié)奏,進行相關(guān)協(xié)同。”李崢告訴記者,汽車行業(yè)對動力電池一致性、安全性、穩(wěn)定性、成本等各方面要求都非常高,任何一項新技術(shù)導(dǎo)入到車輛上,都需要有一個非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿炞C過程。據(jù)悉,清陶能源從2020年固態(tài)電池裝車開始,就進行了非常多的數(shù)據(jù)測試,今后這個過程還會持續(xù)。他還介紹稱,目前,清陶能源的產(chǎn)能已接近飽和,正在積極進行產(chǎn)能擴充。今年2月,該公司固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化項目在昆山破土動工,建成后將達到10GWh的年裝機量,達產(chǎn)后預(yù)計新增年產(chǎn)值100億元。
“在固態(tài)電池量產(chǎn)的道路上,還要避免僅僅炒作概念,這對行業(yè)的技術(shù)進步和長久發(fā)展沒有意義,量產(chǎn)的道路要一步步走。”李崢進一步向記者表示,固態(tài)電池不是一個產(chǎn)品而是一類產(chǎn)品,因此,不同企業(yè)、不同代次的產(chǎn)品都有不同的定義,比如,商用車與乘用車、低端車型與旗艦車型,不同應(yīng)用場景對電池技術(shù)的需求都不一樣。目前總體來看,固態(tài)電池的演進可能會經(jīng)歷三代,第一代是能量密度360~370Wh/kg的半固態(tài)電池;第二代產(chǎn)品的能量密度可達400~500Wh/kg,液體含量占電池整體僅3%左右;第三代將是全固態(tài)電池,能量密度目標(biāo)達到500Wh/kg以上,而目前可實現(xiàn)量產(chǎn)的大多是半固態(tài)電池。
“本質(zhì)上說,固態(tài)電池一定是朝著更高的安全性和更高的能量密度發(fā)展,因此更需考慮包括能量密度是否有優(yōu)勢、安全裝車的可行性、產(chǎn)品有沒有競爭力、成本經(jīng)濟性可不可控等方面的問題。只有具備這些條件,固態(tài)電池才會有競爭優(yōu)勢,這也是我們與車企合作努力的重要方向。”李崢最后強調(diào)。