在這一行業(yè)趨勢(shì)下,包括大眾等在內(nèi)的傳統(tǒng)整車制造公司均進(jìn)一步增強(qiáng)了在固態(tài)電池范疇的布局。
“倘若使用全固態(tài)電池,公司的EV車型e-Golf的續(xù)航里程可以從現(xiàn)有的300公里提升至750公里?!痹诮衲炅轮醒瓿蓪?duì)固態(tài)電池開(kāi)發(fā)商QuantumScape的2億美元增資后,大眾集團(tuán)給出了如是預(yù)測(cè)。而在六月初,國(guó)內(nèi)新造車公司之一的浙江合眾,也與清陶能源達(dá)成了深度合作,共同推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)與使用。
盡管與目前市場(chǎng)主流的三元鋰離子電池相比,固態(tài)電池具有高能量密度、高安全性能高、高循環(huán)次數(shù)等優(yōu)勢(shì),但也有行業(yè)人士認(rèn)為,固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化使用還需假以時(shí)日。
“從最新的補(bǔ)貼政策來(lái)看,國(guó)家有關(guān)動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)能量密度等技術(shù)指標(biāo)沒(méi)有做出更高的要求。當(dāng)前的新能源市場(chǎng)依然以政策為導(dǎo)向,有關(guān)公司來(lái)說(shuō)沒(méi)有足夠的動(dòng)力去使用成本更高的固態(tài)電池?!毙袠I(yè)專家宋楠表示。
跨界布局固態(tài)電池
2019年十二月,工信部公布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見(jiàn)稿),對(duì)提高技術(shù)創(chuàng)新能力提出要求,其中便包括了“加快全固態(tài)動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”等條文。
在此之前,已有不少跨國(guó)車企開(kāi)始布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)。除了近期完成對(duì)固態(tài)電池研發(fā)公司增資,并準(zhǔn)備在2025年建成一條固態(tài)電池加工線的大眾集團(tuán)外,寶馬、豐田、戴姆勒等車企也已完成了相應(yīng)的戰(zhàn)略部署。其中,豐田執(zhí)行總裁兼首席技術(shù)官寺島茂樹(shù)曾透露,豐田將在2020年推出一款搭載固態(tài)電池的新能源車型;而今年年初,戴姆勒宣布與加拿大魁北克水電公司合作開(kāi)發(fā)固態(tài)電池技術(shù),一旦達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài),將在戴姆勒旗下的電動(dòng)汽車上使用。
在國(guó)內(nèi)的整車公司中,作為新能源汽車的兩家代表公司,比亞迪和北汽亦在固態(tài)電池范疇有所行動(dòng)。比亞迪方面對(duì)記者表示,“比亞迪在固態(tài)電池方面已經(jīng)有技術(shù)儲(chǔ)備,但詳盡內(nèi)容還不便透露。”
北汽集團(tuán)旗下北汽產(chǎn)投則在2019年八月完成了對(duì)清陶(昆山)能源發(fā)展有限公司的投資,雙方將在固態(tài)鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)行合作。
與清陶能源達(dá)成合作的還有新造車公司代表的合眾汽車?!半p方將以推動(dòng)固態(tài)動(dòng)力鋰離子電池裝車使用作為核心原則,旨在充足發(fā)揮固態(tài)動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)潛力,加快固態(tài)動(dòng)力鋰離子電池整車驗(yàn)證與探測(cè)?!焙媳娖囅嚓P(guān)負(fù)責(zé)人稱,“清陶將作為合眾唯一的固態(tài)動(dòng)力鋰離子電池合作伙伴,為合眾供應(yīng)高安全固態(tài)動(dòng)力鋰離子電池處理辦法?!?/p>
在汽車產(chǎn)業(yè)鏈上游,據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì),包括寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、蜂巢動(dòng)力等在內(nèi)的、多達(dá)16家動(dòng)力鋰離子電池公司均已啟動(dòng)了固態(tài)電池的研發(fā)。
“寧德時(shí)代的研究方向?yàn)殇嚵?、鋰?鋰空氣電池)、全固態(tài)和鈉離子電池?!苯衲昴瓿酰瑢幍聲r(shí)代首席科學(xué)家吳凱對(duì)外透露稱。
大規(guī)模推廣尚需時(shí)日
盡管受到不少國(guó)際主流車企的追捧,但也有公司放棄了固態(tài)電池的研發(fā)。
2017年底,博世曾考慮斥資200億歐元投入固態(tài)電池量產(chǎn)計(jì)劃,并收購(gòu)固態(tài)電池初創(chuàng)公司SeeoInc,預(yù)計(jì)至2030年實(shí)現(xiàn)200Gwh的電池產(chǎn)量,但到2018年三月,博世宣布將放棄固態(tài)電池研發(fā)計(jì)劃,同時(shí)出售了剛剛收購(gòu)的SeeoInc公司。
“固態(tài)電解質(zhì)在安全性與部分電化學(xué)性能上雖優(yōu)于液態(tài)電解質(zhì),但由于其固體的形態(tài),也存在著先天的缺陷。譬如,固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子遷移效率筆直影響了固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率?!毖芯吭嘿Y深分解師表示,目前絕大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率低于液態(tài)電解質(zhì),影響了固態(tài)電池的實(shí)用性能。
除了較低的電導(dǎo)率導(dǎo)致的實(shí)用性下降,加工制造工藝也在一定程度上制約了固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
“目前在試驗(yàn)室階段固態(tài)電池技術(shù)已經(jīng)有所沖破,但要量產(chǎn)還存在著‘良品率’等問(wèn)題?!彼伍J(rèn)為,目前的固態(tài)電池技術(shù)尚未達(dá)到大規(guī)模量產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。
與宋楠持相似觀點(diǎn)的還有上海勁邦資本合伙人王榮進(jìn)。在王榮進(jìn)看來(lái),固態(tài)電池從樣品驗(yàn)證到SOP驗(yàn)證至少要6年時(shí)間。并且,固態(tài)電池預(yù)計(jì)先要在消費(fèi)電子范疇經(jīng)過(guò)充足驗(yàn)證后,才有可能在電動(dòng)汽車上使用?!?025年可能是固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)?!蓖鯓s進(jìn)表示。
不僅是技術(shù)和工藝層面,對(duì)固態(tài)電池來(lái)說(shuō),推廣成本也是目前大多數(shù)公司考量的因素之一。
“雖然固態(tài)電池的能量密度和安全性都更高,但成本較目前的液態(tài)電池高出不止兩三倍,而從新的補(bǔ)貼政策看,(公司)并不會(huì)拿到更多的補(bǔ)貼,反而會(huì)新增成本?!彼伍硎尽?/p>
有數(shù)據(jù)聲明,當(dāng)前半固態(tài)電池成本約2.5元-3元/wh,是一般動(dòng)力鋰離子電池的2倍-3倍。占據(jù)整車成本近40%的動(dòng)力鋰離子電池若無(wú)法控制成本,則將很難滿足消費(fèi)者對(duì)整車價(jià)位的需求。
“目前不少車企已經(jīng)放棄了對(duì)電池能量密度的追求,轉(zhuǎn)而向整車輕量化發(fā)展,從而提高續(xù)航能力?!彼伍M(jìn)一步表示,“這樣有關(guān)車企來(lái)說(shuō),整體成本都會(huì)降低?!?/p>