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中日美固態電池“奪位戰”

2023-02-02 來源:高工鋰電


摘要

無論是在上一階段錯失先機的日美,還是仍顯幼小的電池新勢力,或是暫居下風的傳統車企,都有可能憑借固態電池實現對既有勝者的彎道超車。


1月30日,國投招商宣布完成對贛鋒鋰業控股子公司贛鋒鋰電的投資,支持其加大對固態電池的研發投入。

據悉,贛鋒鋰電固態電池生產基地已啟動4GWh的產能建設,且規劃在重慶建設國內最大的固態電池生產基地。

與傳統鋰電池相比,固態電池用固態電解質代替了傳統鋰電池的電解液和隔膜,在能量密度、安全性、寬工作溫區等方面有明顯優勢。

作為爭奪未來電動車話語權的關鍵技術,全球各大車企和相關產業鏈過去幾年紛紛投入巨資研發固態電池,并取得了階段性進展。

中國裝機量前十的動力電池企業中,國軒高科360 Wh/kg三元半固態電池量產臨近,400 Wh/kg半固態電池在實驗室已有原型樣品。中創新航已經完成400Wh/kg 固液混合電池技術的階段開發,壽命與安全已均通過國標測試。孚能科技去年推出全新的半固態軟包電池,與4680相比電池包體積利用率高出12%。蜂巢能源全固態電池實驗室研發出國內首批20Ah級硫系全固態原型電芯,能量密度達350-400Wh/kg,已順利通過針刺、200°C熱箱等實驗。

車企中,東風汽車打響了固態電池裝車“第一槍”。

作為最早入局固態電池自主開發領域的車企之一,自2018年起,東風就成立固態電池項目組。2022年1月,50輛搭載第一代高比能固態電池的東風E70開啟示范運營。

2022年12月,東風集團旗下嵐圖新能源品牌的C級乘用車“追光”開啟預售,搭載嵐圖自研的“云母”電池系統,其中82度電的動力電池也是行業首個量產裝車的半固態電池。

此外,蔚來本計劃于2022年年底在ET7車型上批量搭載由衛藍新能源發的半固態電池,但進度不及預期。這款能量密度360 Wh/kg的電池延期至今年上半年完成量產。

與衛藍新能源同為固態電池“先行者”的清陶能源在2022年建設了10GWh固態電池產線,其第一代半固態電池液體含量在5%-15%,能量密度最大到420Wh/kg;第二代產品液體含量降至5%以下,正在小試階段,預計在2024年量產。

國際上,歐、美、日、韓各國政府也都高度重視固態電池的研究和產業布局。尤其日本,充分學習我國“集中力量辦大事”的態度,將巨額投資與國家補貼押注在固態電池路線上組織產學研聯合。

日本經濟產業省和日本新能源產業技術開發機構,組織23家頭部汽車、電池和材料企業,及15家學術機構共同參與固態電池技術研發。

其中,豐田汽車表示,2025年將推出全固態電池混合動力汽車,2030前將推出全固態純電動汽車。本田汽車在去年春季宣布將投資430億日元開展全固態電池示范生產線,計劃于2024年投產。日產汽車公布了疊層軟包全固態電池(ASSB)電芯,計劃于2028年實現量產,將電池成本降至每千瓦時75美元。

韓國雖然也于2021年發布的“K電池發展戰略”中提出重視固態電池發展,但其實際的電芯開發速度遜于日本。不過,國企業延續了正負極材料研發方面的優勢,在固態電池材料供應鏈的搭建上先人一步”

2022年5月,韓國浦項集團與輝能科技達成合作,雙方將共同研發新一代電池的正負極材料。此前浦項集團還成立了Posco JK Solid Solution,為研究固態電池的高容量陽極材料和硅陽極材料做準備。

與以硫化物路線為主的東亞企業不同,美國的技術路徑以聚合物電解質和氧化物電解質為主,負極多采用鋰金屬。

并且美國的固態電池研發由初創型科技公司主導,如Quantum Scape、Solid Power、Polyplus、24M、Cymbet、SES等。這些初創公司通過與大型車企合作研發,以獲得持續的資金支持。

上月,寶馬集團公告,將與Solid Power啟動下一階段全固態電池的聯合研發。Solid Power將向寶馬授權電池設計和制造工藝,幫助寶馬在慕尼黑附近的工廠建設中試線。按照計劃,第一輛采用全固態電池的寶馬原型車計劃在2025年之前推出,2030年實現全固態電池的量產。

另一家初創公司QuantumScape獲得了大眾集團累計3億美元投資,并在2022年向大眾交付了第一批A樣原型固態電池供測試。

綜上,可以提煉出以下兩個觀察:

1.中國在固液混合的半固態電池產業化應用上已經領先,但是在嚴格意義上的全固態電池研發上不具備明顯優勢,專利申請目前與日本、美國保持競爭激烈的相近水平。

2.全固態電池仍處在實驗室階段,主流技術路線并未確定。在中美都興起了從科研院所走出的創業“新勢力”,并頻頻獲得車企投資,其中不乏雄心勃勃且財力雄厚的傳統車企。

總結而言,如果固態電池確為動力電池的“終極技術”,那么不論是國際間的競爭格局,還是行業內的市場排行,都會面臨極大的不確定性。

無論是在上一階段錯失先機的日美,還是仍顯幼小的電池新勢力,或是暫居下風的傳統車企,都有可能憑借固態電池實現對既有勝者的彎道超車。

當然,固態電池的大規模量產應用仍遙遙無期。但待其“颶風”來臨之時,從正負極材料、電解質、預鋰化材料、集流體,到前中后段核心工序,智能制造管理的整個產業鏈都將面臨革命。

時刻保持危機心態,才能減少被淘汰的可能。

 

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