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【原创】固态电池风口将至! 谁能率先抢占高地?

2021-12-14 13:51:15

  随着搭载半固态电池的蔚来ET7量产上市在即,国内动力电池市场有望开启固态电池时代的大门。相比于现在的电池产品,固态电池在性能以及安全性上都将出现明显的升级。蔚来ET7能否带起固态电池的风口?固态电池在当下的全球发展格局如何?都值得关注。

图源:蔚来汽车图源:蔚来汽车

固态电池的优势和难点

  固态电池的本质是用固态电解质代替易燃有机电解液,当下电池液态电解液的热分解度温度低、易燃、有毒,且电化学窗口低等短板将不复存在。因此,固态电池最大的一个特点就是安全性大幅提升,电池发生自燃的概率大幅下降。

  此外,固态电池在诸如静态及循环寿命、低温衰减性能以及能量密度方面,都将获得大幅提升。这些将能够极大改善当前电池在使用过程中出现的诸如能量密度低、续航里程短以及冬季电池衰减较大的痛点。

图源:蔚来汽车图源:蔚来汽车

  当前,固态电池也有许多技术层面的问题亟待解决。主要包括:固态电池界面电阻较高;单位面积离子电导率较低,导致常温下功率密度较低;充放电循环中的电极膨胀。

  在这些问题没有解决之前,固态电池难以在电动车上量产部署。而这些问题的解决需要投入大量的资金,也需要研发工程团队投入比较多的资源。

  对于很多在固态电池领域较为保守的公司看来,当前的三元锂电池或者磷酸铁锂电池所能提供的续航已经足以满足人们日常出行的需求,在安全性上通过相关的设计也已经有所保证,因此再投入重金到固态电池的研发上,可能并不会达到预期所设想的效果。毕竟消费者购买电动车,性能之外,成本也是一个重要的考量。

海外固态电池的态势

  和传统的磷酸铁锂、三元锂电不同,在固态电池领域,国外技术的发展步伐比较快。这主要分为两类:一类是以日本车企为首的自研;另一类则是欧美企业通过投资来实现相关领域的布局。

  在众多车企中,丰田是最早进入固态电池领域的公司之一,并由此申请了大量的技术专利。根据丰田的规划,其在2025年就将实现固态电池的小规模量产,并率先部署到它的混动车型上,以此进一步提升混动车型的燃油经济性,提升其纯电动使用场景的比例;到2030年,将大规模实现固态电池的量产,并部署到旗下电动车车型上。

图源:丰田汽车图源:丰田汽车

  本田和日产也有着比较类似的研发节奏。

  最近几年,欧美车企在固态电池领域的投资也是连连。

  大众从2018年开始就持续投入美国固态电池公司Quantum Scape多达3亿美元,在公司于2020年上市之后,大众持有的A类股票高达31.05%。毫无疑问,大众为自己的固态电池供应找到了一个可靠的供货商。

图源:大众汽车图源:大众汽车

  通用则选择了另外一家美国固态电池公司Solid Energy Systems(SES)作为合作伙伴。

  比较巧合地是,上汽集团借助于大众和通用合资的关系,对这两家国外的动力电池企业也有所投资。不过,上汽更多还是财务投资者的角色,要想实现和这两家固态电池公司的深化合作,上汽明显动作和布局不够。

图源:通用汽车图源:通用汽车

  此外,宝马、福特、戴姆勒以及现代等全球知名的汽车巨头,也都纷纷寻找固态电池伙伴,大家的布局都在紧锣密鼓地进行中。

国内的固态电池状态

  相比于跨国企业纷纷喊出的希望在2030年左右实现固态电池量产的计划,国内车企的步伐相对来说就慢了不少。

  除了蔚来在ET7上推出半固态电池的方案之外,通过材料可以发现,上汽将在2025年投产固态电池产品,但目前相关项目进展如何,会达到什么样的效果,上汽并没有披露过多的消息。

  至于国内动力电池领域的头部企业,宁德时代和比亚迪也均未明确给出推出固态电池的时间表。 

  前段时间,宁德时代推出了第一代钠离子电池,似乎意味着宁德时代的重头戏应该在钠离子电池上。不过,钠离子电池本身相对有限的能量密度,难以提供高续航里程,而且离商业化也还有一段不小的距离。

图源:宁德时代图源:宁德时代

  国内也有一些固态电池初创企业,近段时间也斩获了不少的融资,像卫蓝新能源、星盈科技、清陶能源等也是细分市场的领头羊企业。

  其中,卫蓝新能源是中科院物理研究所清洁能源实验室固态电池技术的产业化平台,也是蔚来ET7半固态电池的供应商,可谓势头最猛。小米、华为、蔚来、IDG等资本之前也参与到其C轮融资中,也足见其在国内还是受到不小的关注。上汽和广汽则是清陶能源的投资人。

图源:卫蓝新能源图源:卫蓝新能源

  对于固态电池的研发,国内企业似乎有一些落后的迹象。

  以宁德时代和比亚迪为代表的电池企业,让国内电动车在续航里程方面完全不输给LG、松下等国外电池企业打造的产品。

固态电池风口将至! 谁能率先抢占高地?

  如果未来技术可以证明,固态电池在能量密度和安全性上远远胜过现在的三元锂电产品,那必然意味着国内外车企在电池技术路线上需要全盘进行转型。

  所以,即便固态电池短期内还没有办法全面量产,但是,无论是电池企业还是整车厂,保证一定的投入强度,持续积累相关的工程经验,是一个比较可行且稳妥的战略。尤其是对于股价高起的比亚迪和宁德时代来说,哪怕不愿意自研固态电池,通过收购或者参股一些固态电池企业并拉入到自己的生态体系内,也是为今后多预备一条后路,这点值得这两家电池巨头进行关注。

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