固态电池要变天了,日韩打响“夺位站”

发布时间:2023-05-04  

宝马MINI冰淇淋事件持续发酵,一场冰淇淋引发的征讨,让德国宝马汽车公司(BMWG)公关如临大敌。

4月20日,宝马集团欧股大跌3.62%,市值蒸发24.21亿欧元,折合人民币约183亿元。网友对此评论:“别摸我”改名“别买我”。


宝马集团两度道歉难以平息舆论怒火,不过此次风波倒是一定程度浇灭了市场对于宝马2025年将推出固态电池车的热情。前不久,宝马集团宣布,将与美国初创公司Solid Power合作,在自己的电池制造中心采用全固态电池中试生产线,进而朝全固态电池的量产迈进。


在亚洲,中国千亿锂矿巨头赣锋锂电也甩出王炸,发出将固态电池装车上市计划:搭载赣锋锂电三元固液混合锂离子电池的纯电动SUV赛力斯SERES—5规划于2023年上市。赣锋锂业的固态电池商业化进程再提速。


日本汽车制造商日产(Nissan)宣布,正在全力推出一款装载全固态电池的电动车。丰田、松下、京都大学、日本理化学研究院等38家汽车、电池、材料企业和科研机构联合,计划到 2030 年前后将固态电池组每千瓦时的成本降至锂电池的 30%。除此之外,韩国三星 SDI 和 SK电池企业也在联合研发固态电池。


全球巨头均押宝这一技术成本高的赛道,艰难而坚定地迈出量产步伐。不少人可能发问:固态电池为何这么牛?发展固态电池好处何在?


01固态电池:潜力大


其实,发展固态电池的必要性可以由液态电池的局限性侧面印证。当前液态电池能量转化率已临极限,且液体电池易起火爆炸,安全性始终是一大隐患。

▲液态电池无法克服枝晶在电解液内生长,有时候会穿透隔膜导致短路


固态电池不会漏液,更加安全。并且固态电池理论能量密度碾压液态电池,重量更轻,也有更长的工作寿命和更快的充电的潜力。


中国在固态电池领域布局较晚,在传统锂电池由中国领先的格局下,欧美日韩更是加码固态电池,以借此弯道超车。当前,固态电池可以分为三种技术路线(按照材料体系划分)。日韩押宝硫化物体系,欧洲主要为聚合物路线,美国和中国则以氧化物为主。


02欧美:固态电池来了,又似乎没来


曾经,欧美地区是固态电池的发源地。


在美国,橡树岭国家实验室1990年就造出了固态电池,充放电上万次不衰竭,充满电只要几分钟,能量密度是现在液态锂电池的2.5倍。但在此后的30多年间,没有实现量产。


当下,特斯拉仍在电动汽车领域处于统治地位。与此同时,特斯拉没有停下技术创新的步伐,2022年7月推出的4680电池,似乎是他们想要维持这一地位的最新尝试。而在特斯拉行动之前,同在美国的固态锂电池制造商量子景观(Quantumscape)已发布了他们革命性的固态电池,将压力给到特斯拉。


据了解,量子景观学府背景较硬,创始人之一是斯坦福大学教授,十年来接受大众汽车的资金扶持,也获得了卡塔尔等的投资。


众多投资背后,是量子景观固态电池的巧妙设计和优秀性能。


在欧洲,由聚合物导电率难以提升,该地区的固态电池量产推进得也比较慢,公共交通是欧洲将固态电池推向市场的切入口,如法国已有公司把聚合物电池做到城市巴士中。


2017年,锂电池之父约翰·古迪纳夫与玛丽亚·海伦娜·布拉加开发一种聚合物固态电池,轰动一时


目前,欧洲在固态电池的布局从研发逐渐转为以投资为主,欧洲著名的整车厂多次投资国外的电池企业,像大众、宝马、奔驰都有投资相应的美国初创公司,以争取在下一代全固态电池上的话语权。


03日韩:打响“夺位站”


丰田、松下可以算是日本涉足固态电池典型性公司。


从上世纪开始,丰田从未放弃过固态电池这一难啃的骨头,研发30多年,拥有全世界最多的固态电池专利。11年前,丰田在世界范围首发硫化物固态电池。这种固态电池电导率首次超过液态电池。丰田在2020年开始生产固态电池,还给出量产时间线:2025年。

▲丰田的固态电池概念车


而日本电池巨头松下,对固态电池的态度显示出其内心的纠结:浅试-终止-重启。松下和丰田已展开长达数十年的合作,包括在固态电池方面。日本现有38家研发机构,包括丰田、尼桑、本田等公司,大学一起做硫化物体系全固态电池研发。


在韩国,该国三大电池制造商中有两家固态电池技术比较领先:


LG新能源计划在3年内开发出锂硫电池;


三星SDI宣布已经开始建造固态电池试生产线。


04中国:采取折中方案


与欧美日相比,中国是固态电池赛道上的新选手,科学家们为中国推开固态电池的大门,作出显著贡献:


2014年,清华大学的南策文创立清陶能源;


2015 年,在美国橡树岭国家实验室深造十多年的梁成都加入宁德时代;


2015年,赣锋锂业开始入局动力电池业务,将固态电池视作核心目标,并在两年后挖来了中科院宁波材料所的研究员许晓雄;


2016年,中科院物理所研究员李泓和院士陈立泉成立北京卫蓝;


2017年,宁波锋锂(锋锂业关联公司)成立,与国科学院宁波材料所有交流。


随后,企业们大多选择走稳健路径——拿氧化物做半固态电池。


例如,蔚来在去年12月发布其新车ET7,搭载150KWh的半固态电池(氧化物固液混合电池),续航1000公里,但尚未有这款车的量产消息。除蔚来汽车外,动力电池公司国轩高科、孚能科技及锂电池材料供应商赣锋锂业都宣称在2022年实现半固态电池装车。

▲蔚来新车ET7推出搭载了北京卫蓝制造的固态电池的车型


不论海内外,固态电池技术路线的站队已经开始。就中国来看,数十家初创固态电池公司(北京卫蓝、清陶能源、太蓝新能源、高能时代、恩力动力等)先后获得融资,这些公司多数都只有量产计划,没有产品,没有客户也没有订单,但估值可以超过20亿元。或许在他们口中,宁德时代被称为 “传统锂电公司”,是需要被颠覆的旧势力。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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