蔚来固态电池迷雾，续航1000公里，真大招还是科幻片？产业链一手调查来了

第376期| 2021 1月22日

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目前，除非使用更高容量的正极材料，否则使用NCM811正极材料的固态电池的质量能量密度会降低，”一直参与固态电池汽车研发的业内人士肖寒告诉《每日经济新闻》。

近日，NIO Motors宣布将于2022年第四季度推出一款使用150摄氏度的固态电池汽车，实现360Wh/kg的超高能量密度和超过1000公里的续航里程。

肖寒认为，半固态电池的生产面临三大挑战：一是能量密度低；其次，成本高；第三是这个过程的高难度。如果NIO 150度电池组在2022年大规模生产，那么现在应该有一个更可靠的电池演示，可以安装在汽车上使用。经过又一个冬季的测试，电池将在2021年底达到准批量生产状态。之后，汽车制造商将对电池组进行冬季和夏季测试，然后才能在2022年第四季度安装。

在他看来，目前国内还没有一家制造商能够提出能量密度为360Wh/kg的解决方案。因此，2024年和2025年是半固态电池更可靠的量产时间点。

供应商推测

NIO推出150度电池组后，其半固态电池产品的供应商是谁成为各界关注的焦点。诸如宁德时代（300750，股吧）、青涛能源、汇能和北京威兰等公司已被列为潜在供应商。

从技术角度来看，宁德时代走的是硫化物电解质路线，开发的是全固态电池。根据前瞻产业研究院的一份报告，目前，宁德时代全固态电池正在开发中，预计2030年后产品才会商业化。

青岛能源、汇能和北京威兰都走氧化物电解质路线。在能量密度方面，天风证券研报显示，来自青岛能源和汇能的固态电池能量密度分别为400Wh/kg和182Wh/kg。根据《时代》的硫化物电池理论可以达到400Wh/kg。

在能量密度方面，的惠能182Wh/kg与NIO 150度电池组的360Wh/kg相差甚远，天风证券预计的惠能到2025年只能达到335Wh/kg的能量密度。但事实上，的惠能曾被认为是最有可能的供应商。2019年8月22日，NIO与的惠能签署了一份合同，短期目标是制造一辆使用惠能MAB固态电池组的原型车。

目前，提高动力电池能量密度的技术路线主要有两条：一条是提高单体电池的能量密度，如正极材料从磷酸铁锂到三元，三元电池正极材料从NCM523、NCM622到NCM811的技术演进；

第二是提高整个封装的能量密度，比如说宁德时代CTP和比亚迪刀片电池。

惠能MAB固态电池组类似于宁德时代CTP和比亚迪刀片电池，不是为了增加单个电池的能量密度，而是为了提高整个电池组的能量密度。

另一个可能的供应商是北京威兰。2019年9月，该公司的一名工作人员向记者提供了一份题为“公司现状和产品介绍”的报告。报告显示，北京威兰三大产品的个体能量密度分别为251.7Wh/kg、257.3Wh/kg和259.1Wh/kg。

如果参照这个标准，北京威兰的产品很难达到360Wh/kg的标准，也无法为NIO提供150度的电池组产品。然而，上述工作人员也告诉记者：“大规模生产的能量密度将高于此。”然而，该工作人员表示，目前尚不清楚该公司是否会供应NIO。

根据齐鑫宝数据，天齐锂业（002466，股票吧）通过其全资子公司成都天齐锂产业有限公司间接持有北京蔚蓝5%的股权。

青涛能源总经理李征曾在2020年10月的一次演讲中表示，“2020年的这个时候，我们已经安装的汽车的实际能量密度大约是300Wh/kg。明年，我们已经与一些主机制造商设定了350Wh/kg的产品目标，现在我们已经开始了a型阶段

在能量密度方面，青涛能源相对接近NIO 150度电池组的360Wh/kg。然而，根据上述北京威兰报告，电池单体从A样本、B样本、C样本到SOP的开发通常需要至少3年的时间，车辆验证通常需要至少15个月的时间。假设A样本测试在2019年完成，最快可以在2022年实现批量生产，并在2023年实现装载。

基于此计算，假设青涛能源在2020年完成样品A，其最早可以实现车辆安装的时间是2024年。从时间角度来看，青涛能源也很难实现NIO在2022年第四季度安装的目标。

青岛能源公司内部。图片来源：记者朱成祥摄

据悉，2018年11月，青涛能源国内首条固态锂电池生产线正式投产，产能0.1GWh，总投资1亿元。第一批固态电池产品已批量生产，目前每天可生产10000个电池。产品主要应用于特种电源、高端数字设备等领域。

1月13日，《每日经济新闻》记者就青涛能源是否为NIO固态电池供应商一事致电该公司，但公司工作人员表示不接受采访。

1月14日，记者赶到江苏苏州昆山经济技术开发区，看到公司门口摆放着一块小黑板，上面列出了招聘普工、实验室工等岗位的要求。普通工人需要初中或高等教育；

测试人员和质量检查员必须具有职业学校或以上学历。

青岛能源招聘信息。图片来源：记者朱成祥摄

记者以采访普工的身份进入青涛能源。据观察，现场有两栋建筑，西侧的一栋已投入使用，东侧的另一栋仍在建设中。工作人员介绍，“整个集团有四五百人，昆山有两百多人，包括研发人员和工人。目前，研发和生产都集中在这栋楼的二楼

该工作人员表示，哪家汽车制造商使用了青涛能源的电池产品是机密信息。据了解，青涛能源于2020年6月与合众汽车达成合作，双方将共同推进固态电池的研究与应用。

二楼的办公区挤满了人，但记者后来到达的区域空无一人。

青涛能源二楼是一个位于生产区和办公区之间的开放区域。图片来源：记者朱成祥摄

另一名工作人员介绍，生产区在二楼围栏后面，工人们都在围栏后面生产。工作人员没有提供生产区域的详细信息。最后，在与采访对象进行了简短的沟通后，记者趁机离开了。

此外，还有一些上市公司间接投资了青涛能源，如上汽集团（600104股）。启信宝数据显示，嘉兴奇骏一号股权投资合伙企业持有青涛能源3.20%的股权。公司背后是上汽集团。

半固态电池是过渡产品

新能源汽车发展多年，安全性和续航里程一直是压在它们身上的“两座大山”。

固态电池被认为是提高能量密度和电池安全性的最佳选择。半固态电池是介于液态锂电池和固态电池之间的过渡产品。

关于NIO Motors发布续航里程超过1000公里的固态电池，国联汽车动力电池研究院院长熊柏青表示，他说：“全固态电池离商业化还有很长的路要走，即使进行演示也很困难。要在十年内完全征服全固态电池是相当困难的，但至少在未来五年内不会成功

事实上，NIO这次推出的不是全固态电池，而是添加了固态电解质的混合固态电池。NIO董事长兼创始人李斌也强调，目前的方法并不全是固态的，而是基于液体的。全固态电池的大规模生产还有很长的路要走。

蔚来汽车董事长李斌。图片来源：视觉中国（000681，股票吧）

目前广泛应用于新能源汽车的动力锂电池由正极材料、负极材料、电解质和隔膜四大部分组成。所有固态电池都使用固态电解质来去除电解质和隔膜。兴业证券（601377，股吧）研报显示，隔膜只能承受140-160摄氏度的温度，容易出现热失控。电解质是聚合物液体和易燃聚合物。因此，固态电池可以提高电池的安全性。缺点是离子电导率低，导致内阻大，循环性能和放大性能差。

另一方面，半固态电池在保留电解质和隔膜的同时添加固体电解质，理论上可以提高电池的热稳定性和安全性。与液体电池相比，半固态电池中使用的电解质量逐渐减少，根据系统的不同，一些电池使用基膜，而另一些电池不使用基膜。

小韩也承认半固态电池的安全性。他表示，他已经制作了演示原型，并多次访问了合作的固态电池制造商。他见证了……上的针头测试和高温加热测试……

te，安全性还可以。

针测试是对动力电池安全性最严格的测试方法。使用直径为5-8mm的钢针刺穿电池，造成内部短路，并允许针头在电池内停留一小时，不发生火灾或爆炸即可合格。目前，磷酸铁锂电池可以通过针刺测试。

安全性和能量密度之间的权衡

半固态电池可以通过针头测试，表明其安全性可靠。然而，就能量密度而言，使用现有材料实际上会降低能量密度。

理论上，业内普遍认为，液体电池的上限约为350Wh/kg，而固体电池由于去除了电解质和隔膜，可以达到更高的水平，预计可达500Wh/kg。

然而，萧寒表示，“由于使用了固体电解质，液体电解质的相对能量密度肯定会降低。例如，与240Wh/Kg和260Wh/Kg的系统相比，同时使用NCM622和NCM811的电池的能量密度会降低一个水平。也许半固态电池NCM811只能与液体电池NCM523的能量密度相当

肖汉还强调，能量密度的降低是基于目前使用的材料。半固态电池具有超过300Wh/kg的能量密度的能力，但需要使用更高容量的正极材料。目前，正极材料与液体电解质结合使用，也需要考虑电池的安全性，但不利于固体电解质的利用。固态电池解决了安全问题，因此可以使用超过300Wh/kg的电池系统

拥有这样的能力并不意味着可以立即实现，因为有很多技术需要征服，”肖汉补充道。

无独有偶，北京威兰总经理于慧根在2018年6月的一次演讲中也表示：“简单地用电解质代替电解质肯定会降低固态电池的能量密度。如果液态电池可以达到300Wh/kg或297Wh/kg，LLZO可以达到186Wh/kg，LAGP可以达到216Wh/kg，最高的是聚合物，可以达到301Wh/kg

LLZO和LAGP都是氧化物固体电解质。在国内主流固态电池制造商中，宁德时代走的是硫化物固态电解质路线，而青涛能源、北京威兰、汇能走的是氧化物固态电解质路线。

因此，为了提高固态电池的能量密度，于慧根认为，“负极必须改性，而如果仍然使用现有材料，正极材料就不会有优势。因此，有必要向高电压方向发展，这是固态电池的大方向。”

值得注意的是，业内似乎不愿提及在现有材料体系下半固态电池的能量密度降低问题。《每日经济新闻》记者就此问题向锂电池行业多方求证，但未得到明确回应。

世界上速度最快的自动驾驶汽车，NIO汽车展台。

图片来源：记者张健摄

提高能量密度是未来的方向

根据NIO发布的信息，其半固态电池主要采用原位固化、高性能硅碳负极、纳米级涂层、超高镍正极等多核心技术。

兴业证券认为，NIO 150度电池组差异化的核心创新点在于固液电解质技术。NIO对这项技术的解释是：“电解质与正负电极材料之间建立了安全稳定的界面，为将能量密度提高50%提供了安全保障

由此可见，原位固化技术主要用于提高电池的安全性。因此，兴业证券认为，电池组的能量密度提升主要依靠高镍正极、硅碳负极和预锂化。

然而，这三种技术并不具有创新性，也可以用于液体电池，而不是半固态和固态电池独有的。

光大证券（601788，股吧）在2020年4月的研报中表示，“超高镍三元材料+硅碳负极将成为未来发展的主流方向……

锂电池的发展。“其中，超高镍三元材料主要包括NCM811、NCM、NCM和NCA。

在正极材料方面，超高镍三元材料是主流液体电池制造商的研究方向。负极材料方面，1月13日，智己汽车在新闻发布会上宣布，新车搭载上汽集团和宁德时代联合研发的电池，并首次采用“硅掺杂锂电池芯”技术，单体能量密度为300Wh/kg。所谓“硅掺杂锂电池”是指使用硅碳负极和预锂化。此外，国轩高科（002074，股吧）还在1月8日的科技大会上推出了单体能量密度为210Wh/kg的磷酸铁锂电池，该电池同样采用了硅碳负极和预锂化技术。

简而言之，除了原位固化技术外，其他三项技术都在由液体电池制造商进行研究和推广。

记者手记|固态电池的发展需要稳定和进步

寒冷的天气会影响锂离子的活性，导致电动汽车的续航里程减少。通常情况下，600公里的续航里程是有标记的，但在冬天，跑步时需要打60%的折扣。如何提高续航里程已成为新能源汽车和锂离子电池行业关注的焦点。

蔚来的“雷鸣般的声音”引发了新能源汽车领域新一轮的“军备竞赛”。1000公里的射程已经成为一个标志性的标志。

谁是NIO的固态电池供应商已经成为外界关注的焦点。目前，可能性最大的是宁德时代、青涛能源、汇能和北京威兰。但通过采访和数据回顾，记者发现，宁德时代走的是硫化物电解质路线，开发的是全固态电池，与NIO的半固态电池并不匹配。然而，与360Wh/kg相比，汇能和北京威兰在能量密度方面存在差异；青涛能源最近才推出A型，时间线可能赶不上。

随着固态电池行业的发展，NIO的雷鸣般的声音引起了人们的更多关注。然而，固态电池的发展仍有许多技术障碍需要克服；需要研究许多高容量材料；许多工艺和设备需要研究和开发。因此，希望NIO 150度电池组能够促进固态电池行业的发展。

记者|朱成祥

编辑|张海妮、卢向勇、王佳琦

视频编辑|朱星云

视觉|邹莉

排版|张海妮和马源

校对|何晓涛

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标签：蔚来北京比亚迪发现哪吒汽车

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