“全固态电池,日本应该领先我们五年”,高院士12月2日在接受媒体采访时说。
固态电池似乎已经成为汽车行业最热门的话题之一。
在国外,印度一家研究机构声称固态可充电铝电池将于2022年上市,这将成为世界上第一种商用铝离子固态电池。届时续航至少可以提升3倍,汽车续航轻松超过1200公里。
在国内,即将造车的小米和要造车的华为两大消费电子巨头联手进军固态电池领域。
随着新能源汽车普及率越来越高,动力电池市场正快速走向TWh时代。规模的扩大也让技术迭代提上了日程。有观点认为,电动车的竞争最终会变成电池的竞争。
同时,我们发现海外车企对固态电池表现出了前所未有的热情。
固态电池是下一个风口吗?还是资本市场的新故事素材?能否成为日系车企和欧美日电池厂弯道超车的契机?
海外公司正押注于固态电池
12月1日,Stellantis集团宣布战略投资美国固态电池技术公司Factorial Energy。双方还签署了联合开发协议,以推广Factorial的高压牵引固态电池技术。目标是在2026年推出首个有竞争力的固态电池技术。
此外,不仅Stellantis集团,奔驰和现代汽车集团也投资了这家固态电池公司。
梅赛德斯-奔驰不仅投资了数千万美元,还任命了一名代表进入公司董事会。目标是在2022年开始测试电池原型产品,并在未来五年内将这项技术引入量产。
现代和起亚也在一个月前联合宣布与Factorial Energy签署了联合开发协议,包括战略投资合作。包括单元、模块和系统,实现电动汽车一体化,共同发展固态电池的标准化生产。
11月29日,日产宣布将于2028财年推出搭载全固态电池(ASSB)的电动汽车,届时电池组成本将降至每千瓦时75美元。未来,成本将进一步降低至每千瓦时65美元,以实现电动汽车和燃油汽车的成本平价。日产表示,全固态电池(ASSB)可以将充电时间缩短三分之一。
10月,韩国电池制造商SK Innovation向福特汽车公司支持的固态电池开发商Solid Power投资3000万美元,共同生产汽车级固态电池。SK的电池研究负责人不久前表示,计划比竞争对手提前两年或更早交付固态电池,这个时间点预计在2025年之前。
6月,LG新能源亚洲营销总经理朴真勇公开表示,LG新能源正在研发新一代电池,包括安全性能更好的聚合物和硫化物全固态电池,力争在2026年实现量产,有望应用于电动汽车和飞机。9月,LG Energy表示已经开发出一种固态电池,可以在室温下充电,在25℃下可以充电500次以上。
5月,三星SDI宣布将在2025年前完成大规模全固态电池电芯和原型全固态电池电芯的开发,并于2027年开始量产。
宝马宣布,与美国固体电池公司Solid Power扩大了与福特和其他合作伙伴的现有联合开发协议,并投资1.3亿美元用于固体电池技术的研发。
4月,宝马集团宣布与德国政府合作开发的新一代电池项目取得进展。宝马计划使用100安培小时的固态电池来测试固态电池汽车的分级标准和……从明年开始整合整车,到2025年推出使用固态电池的原型车,到2030年将该技术应用于量产车。
同月,大众宣布向固态电池公司QuantumScape追加投资1亿美元。
作为固态电池领域专利最多的车企,丰田的固态电池已经开始在原型车上进行测试。丰田计划到2030年投资1.5万亿日元开发动力电池及其电池供应链。
此外,丰田还与松下建立了固态电池合资公司,并计划在2025年量产配备固态电池的电动汽车。
不会永远在骚动中
上述这些海外企业在固态电池方面的态度都很坚决。但这就跟L4级自动驾驶仪一样。很多车企都说做到了,但事实是什么呢?反正也没落地。你想说什么就说什么。
车企都擅长如何优雅地蹭热点。连元宇宙都可以擦,固态电池有什么不好?
有时候科研人员开发一项新技术,关心的不是这项技术最后能不能应用,而是以前有没有用过,不用也能发表论文。
企业也是如此。这个技术还没人用过,我可以用来包装,说不定还能拉高股价。
以QuantumScape为例,去年11月上市,其股价在一个月内飙升300%,随后在2月份上涨80%,达到每股132.73美元的峰值。
没有故事的企业更需要故事。PPT造车是不是只发生在新势力身上?
作为“电动一哥”,特斯拉自然比其他车企更明白动力电池的重要性,但马斯克似乎对固态电池并不是特别感冒,虽然他并没有否认。
但是,如果QuantumScape的固态电池能像某些媒体报道的那样颠覆特斯拉,你觉得马斯克会不知道吗?那他为什么还想着4680?
我觉得大概率是因为时间。
主流观点认为,半固态电池或许可以在2025年左右实现量产,而全固态电池完全商用至少还需要10年,这可能也是马斯克一直对固态电池持保守态度的原因。或许在他看来,10年后会发生很多变化,还是专注当下为好。
郭萱高新技术产业研究院常务副院长许之前表示,锂金属负极全固态电池还有很长的路要走,估计要十年才能投入应用。他认为,一方面,全固态电解质目前还很难解决;另一方面,即使循环过程中没有锂枝晶,锂也会面临粉化和循环寿命的问题。
另外,固态电池到底是不是终极路线,到现在也没有人能百分百确定。
固态电池的优点不用多说,简单。由于液态锂离子电池存在电解液氧化、电极膨胀、高温失控等安全隐患,只能牺牲能量密度来换取稳定性。固态电池更轻、更薄、更密、更稳定,因为它使用固体电解质,不仅可以提高续航里程,而且更安全。
但全固态电池的缺点也很明显,如固体电解质的锂导电性差,锂离子电导率低,内阻高,导致内部传输效率低。还有就是循环寿命的问题。即使QuantumScape已经完成了800次循环测试,但与1500的锂三元和2000的磷酸亚铁锂相比还是有很大差距。
总之,现阶段固态电池还有很多技术瓶颈。这五个要素缺哪一个,能量密度,功率密度,循环寿命,安全,成本,最终商用的时候都会受到很大的挑战。尤其是成本问题,是最难爬的山,因为固态电池的成本是肉眼可见的,无法规模化降低。
汽车分析师、北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔对凤凰汽车表示:“固态电池的技术指标比传统锂离子电池好很多,但这个指标主要是在实验室,实际量产过程中还有很多问题没有解决。固态电池是革命性的突破,所以不确定性更高。”
有分析指出,蔚来的半固体电池可以看作是全固体电池替代液体电池的过渡方案,更适合当前市场。国外公司选择直接研发全固态电池,有的是自我炒作,有的是想试一试。
日本电池系统开发公司ENAX的社长三枝雅贵此前表示:“在成本方面,电池在中国已经成为世界。日本企业希望借助技术实力挽救全固态电池领域的局面。”
中国在固态电池方面落后?
相对于上面提到的那些海外企业,国内企业对固态电池的探索没有那么激进,但说落后也不准确。
比如几个月前,中国科学技术大学发现了一种全新的氯化物固体电解质——锂锆氯化物,突破了固态电池的成本瓶颈,变形性好,比普通固态电解质更防潮,还能降低94%的成本。
11月,半固体电池供应商卫兰新能源将获得小米集团、华为等机构约5亿元的战略投资,估值50亿元。
10月,汇能科技完成新一轮3.26亿美元融资。按照计划,他们将在2021年达到1GWh的半固态锂离子电池产能,到2024年实现全固态电池的量产。
9月,陶青研发的QT-360高能量密度产品在国家机动车产品质量监督检验中心(上海)完成了国家强制检验认证测试。该产品电池的实测放电容量(1/3C)超过116Ah,能量密度为368Wh/kg。
7月,赣锋锂电正式与东风技术中心签约,签署固态电池E70示范推广协议。2022年初,奇峰锂离子固态电池将率先搭载在东风E70上,完成整车交付和演示。但目前赣锋锂电池的第一代和第二代固态电池都是固液混合电池技术,即半固态电池。
4月14日,固体——s……蜂巢能源与中科院宁波材料技术与工程研究所共建的te电池技术研究中心在无锡揭牌。根据计划,蜂巢能源将于2025年在量产车上应用示范能量密度为350-500Wh/kg的固态电池。
同月,鸿海董事长刘洋伟表示,富士康将于2024年推出固态电池。
今年年初,当代安培科技有限公司发布了两项与固态电池相关的专利。
可以看出,与海外公司直接瞄准全固态电池不同,国内的卫兰新能源、陶青发展、郭萱高科、赣锋锂电实际上都选择了半固态电池的路线,虽然也有全固态电池的生产线,但量产的全固态电池主要应用在消费电子、特种电源等领域。新能源汽车使用的离线半固态电池目前处于验证测试阶段。
尽管当代安培科技有限公司在5月份表示,目前可以制造出固态电池的样品,但要实现商业化还有很长的路要走,预计要到2030年才能推向市场。因此,他们选择了钠离子电池作为过渡。
第一代钠离子电池电芯能量密度达到了160Wh/kg,不仅具有更好的低温性能,还具有更高的系统集成效率。
另一方面,我国锂离子动力电池技术与国外先进水平还有一定差距。
中科院物理所研究员黄有元认为,差距主要表现在三个方面:一是国产锂离子动力电池的单项指标可能接近甚至高于国外,但整体指标偏低,尤其是在续航方面;二是产品的可靠性和一致性差距大;第三,行业整体规模很大,但存在单个公司太小太分散的问题。
或许正因为这个原因,国内的动力电池公司或者车企在技术创新上会比海外公司更加谨慎。
写在最后:不可否认,美国、德国、日本目前在全固态电池领域有一定的技术预见优势。如果国内动力电池企业和车企不重视,10年甚至5年后会不会失去现在的主动权还很难说。而且目前的液态锂离子电池很难达到2025年400Wh/kg和2030年500Wh/kg的能量密度目标。
当然,也有观点认为,海外公司直接研发全固态电池风险很大。
比如几年来一直默默研发固态电池的菲斯克,今年年初就放弃研发全固态电池,之前90%的努力都白费了。“全固态电池,日本应该领先我们五年”,高院士12月2日在接受媒体采访时说。
固态电池似乎已经成为汽车行业最热门的话题之一。
在国外,印度一家研究机构声称固态可充电铝电池将于2022年上市,这将成为世界上第一种商用铝离子固态电池。届时续航至少可以提升3倍,汽车续航轻松超过1200公里。
在国内,即将造车的小米和要造车的华为两大消费电子巨头联手进军固态电池领域。
随着新能源汽车普及率越来越高,动力电池市场正快速走向TWh时代。规模的扩大也让技术迭代提上了日程。有观点认为,电动车的竞争最终会变成电池的竞争。
同时,我们发现海外车企对固态电池表现出了前所未有的热情。
固态电池是下一个风口吗?还是资本市场的新故事素材?能否成为日系车企和欧美日电池厂弯道超车的契机?
海外公司正押注于固态电池
12月1日,Stellantis集团宣布战略投资美国固态电池技术公司Factorial Energy。双方还签署了联合开发协议,以推广Factorial的高压牵引固态电池技术。目标是在2026年推出首个有竞争力的固态电池技术。
此外,不仅Stellantis集团,奔驰和现代汽车集团也投资了这家固态电池公司。
梅赛德斯-奔驰不仅投资了数千万美元,还任命了一名代表进入公司董事会。目标是在2022年开始测试电池原型产品,并在未来五年内将这项技术引入量产。
现代和起亚也在一个月前联合宣布与Factorial Energy签署了联合开发协议,包括战略投资合作。包括单元、模块和系统,实现电动汽车一体化,共同发展固态电池的标准化生产。
11月29日,日产宣布将于2028财年推出搭载全固态电池(ASSB)的电动汽车,届时电池组成本将降至每千瓦时75美元。未来,成本将进一步降低至每千瓦时65美元,以实现电动汽车和燃油汽车的成本平价。日产表示,全固态电池(ASSB)可以将充电时间缩短三分之一。
10月,韩国电池制造商SK Innovation向福特汽车公司支持的固态电池开发商Solid Power投资3000万美元,共同生产汽车级固态电池。SK的电池研究负责人不久前表示,计划比竞争对手提前两年或更早交付固态电池,这个时间点预计在2025年之前。
6月,LG新能源亚洲营销总经理朴振永公开表示,LG新能源正在开发新一代电池,包括sa更好的聚合物和硫化物全固态电池……ty性能,力争2026年实现量产,有望应用于电动汽车和飞机。9月,LG Energy表示已经开发出一种固态电池,可以在室温下充电,在25℃下可以充电500次以上。
5月,三星SDI宣布将在2025年前完成大规模全固态电池电芯和原型全固态电池电芯的开发,并于2027年开始量产。
宝马宣布,与美国固体电池公司Solid Power扩大了与福特和其他合作伙伴的现有联合开发协议,并投资1.3亿美元用于固体电池技术的研发。
4月,宝马集团宣布与德国政府合作开发的新一代电池项目取得进展。宝马计划从明年开始将100安培小时的固态电池用于固态电池汽车分级标准的测试和整车的集成,在2025年前推出使用固态电池的原型车,并在2030年前将该技术应用于量产车。
同月,大众宣布向固态电池公司QuantumScape追加投资1亿美元。
作为固态电池领域专利最多的车企,丰田的固态电池已经开始在原型车上进行测试。丰田计划到2030年投资1.5万亿日元开发动力电池及其电池供应链。
此外,丰田还与松下建立了固态电池合资公司,并计划在2025年量产配备固态电池的电动汽车。
不会永远在骚动中
上述这些海外企业在固态电池方面的态度都很坚决。但这就跟L4级自动驾驶仪一样。很多车企都说做到了,但事实是什么呢?反正也没落地。你想说什么就说什么。
车企都擅长如何优雅地蹭热点。连元宇宙都可以擦,固态电池有什么不好?
有时候科研人员开发一项新技术,关心的不是这项技术最后能不能应用,而是以前有没有用过,不用也能发表论文。
企业也是如此。这个技术还没人用过,我可以用来包装,说不定还能拉高股价。
以QuantumScape为例,去年11月上市,其股价在一个月内飙升300%,随后在2月份上涨80%,达到每股132.73美元的峰值。
没有故事的企业更需要故事。PPT造车是不是只发生在新势力身上?
作为“电动一哥”,特斯拉自然比其他车企更明白动力电池的重要性,但马斯克似乎对固态电池并不是特别感冒,虽然他并没有否认。
但是,如果QuantumScape的固态电池能像某些媒体报道的那样颠覆特斯拉,你觉得马斯克会不知道吗?那他为什么还想着4680?
我觉得大概率是因为时间。
主流观点认为,半固态电池或许可以在2025年左右实现量产,而全固态电池完全商用至少还需要10年,这可能也是马斯克一直对固态电池持保守态度的原因。或许在他看来,10年后会发生很多变化,还是专注当下为好。
郭萱高新技术产业研究院常务副院长许之前表示,锂金属负极全固态电池还有很长的路要走,估计要十年才能投入应用。他认为,一方面,全固态电解质目前还很难解决;另一方面,即使循环过程中没有锂枝晶,锂也会面临粉化和循环寿命的问题。
另外,固态电池到底是不是终极路线,到现在也没有人能百分百确定。
固态电池的优点不用多说,简单。由于液态锂离子电池存在电解液氧化、电极膨胀、高温失控等安全隐患,只能牺牲能量密度来换取稳定性。固态电池更轻、更薄、更密、更稳定,因为它使用固体电解质,不仅可以提高续航里程,而且更安全。
但全固态电池的缺点也很明显,如固体电解质的锂导电性差,锂离子电导率低,内阻高,导致内部传输效率低。还有就是循环寿命的问题。即使QuantumScape已经完成了800次循环测试,但与1500的锂三元和2000的磷酸亚铁锂相比还是有很大差距。
总之,现阶段固态电池还有很多技术瓶颈。这五个要素缺哪一个,能量密度,功率密度,循环寿命,安全,成本,最终商用的时候都会受到很大的挑战。尤其是成本问题,是最难爬的山,因为固态电池的成本是肉眼可见的,无法规模化降低。
汽车分析师、北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔对凤凰汽车表示:“固态电池的技术指标比传统锂离子电池好很多,但这个指标主要是在实验室,实际量产过程中还有很多问题没有解决。固态电池是革命性的突破,所以不确定性更高。”
有分析指出,蔚来的半固体电池可以看作是全固体电池替代液体电池的过渡方案,更适合当前市场。国外公司选择直接研发全固态电池,有的是自我炒作,有的是想试一试。
日本电池系统开发公司ENAX的社长三枝雅贵此前表示:“在成本方面,电池在中国已经成为世界。日本企业希望借助技术实力挽救全固态电池领域的局面。”
中国在固态电池方面落后?
相对于上面提到的那些海外企业,国内企业对固态电池的探索没有那么激进,但说落后也不准确。
比如几个月前,中国科学技术大学发现了一种全新的氯化物固体电解质——锂锆氯化物,突破了固态电池的成本瓶颈,变形性好,比普通固态电解质更防潮,还能降低94%的成本。
11月,半固体电池供应商卫兰新能源将获得小米集团、华为等机构约5亿元的战略投资,估值50亿元。
10月,汇能科技完成新一轮3.26亿美元融资。按照计划,他们将在2021年达到1GWh的半固态锂离子电池产能,到2024年实现全固态电池的量产。
9月,陶青研发的QT-360高能量密度产品在国家机动车产品质量监督检验中心(上海)完成了国家强制检验认证测试。该产品电池的实测放电容量(1/3C)超过116Ah,能量密度为368Wh/kg。
7月,赣锋锂电正式与东风技术中心签约,签署固态电池E70示范推广协议。2022年初,奇峰锂离子固态电池将率先搭载在东风E70上,完成整车交付和演示。但目前赣锋锂电池的第一代和第二代固态电池都是固液混合电池技术,即半固态电池。
4月14日,固体——s……蜂巢能源与中科院宁波材料技术与工程研究所共建的te电池技术研究中心在无锡揭牌。根据计划,蜂巢能源将于2025年在量产车上应用示范能量密度为350-500Wh/kg的固态电池。
同月,鸿海董事长刘洋伟表示,富士康将于2024年推出固态电池。
今年年初,当代安培科技有限公司发布了两项与固态电池相关的专利。
可以看出,与海外公司直接瞄准全固态电池不同,国内的卫兰新能源、陶青发展、郭萱高科、赣锋锂电实际上都选择了半固态电池的路线,虽然也有全固态电池的生产线,但量产的全固态电池主要应用在消费电子、特种电源等领域。新能源汽车使用的离线半固态电池目前处于验证测试阶段。
尽管当代安培科技有限公司在5月份表示,目前可以制造出固态电池的样品,但要实现商业化还有很长的路要走,预计要到2030年才能推向市场。因此,他们选择了钠离子电池作为过渡。
第一代钠离子电池电芯能量密度达到了160Wh/kg,不仅具有更好的低温性能,还具有更高的系统集成效率。
另一方面,我国锂离子动力电池技术与国外先进水平还有一定差距。
中科院物理所研究员黄有元认为,差距主要表现在三个方面:一是国产锂离子动力电池的单项指标可能接近甚至高于国外,但整体指标偏低,尤其是在续航方面;二是产品的可靠性和一致性差距大;第三,行业整体规模很大,但存在单个公司太小太分散的问题。
或许正因为这个原因,国内的动力电池公司或者车企在技术创新上会比海外公司更加谨慎。
写在最后:不可否认,美国、德国、日本目前在全固态电池领域有一定的技术预见优势。如果国内动力电池企业和车企不重视,10年甚至5年后会不会失去现在的主动权还很难说。而且目前的液态锂离子电池很难达到2025年400Wh/kg和2030年500Wh/kg的能量密度目标。
当然,也有观点认为,海外公司直接研发全固态电池风险很大。
比如几年来一直默默研发固态电池的菲斯克,今年年初就放弃研发全固态电池,之前90%的努力都白费了。
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