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固态电池赛道,我国跑慢了吗?

发布者:【蓝狮平台资讯】   发布时间:2021-12-06 08:12:03   点击量:556

在“双碳”政策布景下,全球轿车业纷乱涌入新动力赛道,而固态电池正在成为这一赛道上的重要选手。


数据闪现,本年前10个月,国内新动力轿车产销分别结束256.6万辆和254.2万辆,同比均添加1.8倍。同期,国内动力电池装车量累计107.5吉瓦时(GWh),同比上升168.1%。


跟着新动力轿车及动力电池商场的添加,功用与安全性更好的固态电池成为车企抢先布局的新技术。“欧美日韩都在加大固态动力电池的布局,均已拟定了国家战略,加大政府和民间的投入,而且组成跨工作的工业联盟,意在新一代动力电池领域抢占制高点。”我国电动轿车百人会副理事长董扬标明,欧美日韩加大固态动力电池的研讨,绝不是因为液态电解质锂离子电池技术不能满足新动力轿车展开要求,而是因为我国已占得部分先机,他们希望在新一代电池领域拯救下风。我国动力电池展开现状终究怎么?


欧美日韩抢先布局


政府大手笔扶持


固态电池的全球比赛中,欧美日韩从企业到政府都在大力支撑固态电池技术研发与工业布局。


11月22日,荷兰3D固态电池草创公司LionVolt宣告结束400万欧元(约合人民币2874万元)的种子轮融资。至此,该公司本年的总融资额已超500万欧元(约合人民币3592万元)。


关于固态电池布局,欧美及日韩企业日益重视。“现在的动力电池领域,商场比赛更多体现为技术比赛,固态电池也是如此。今天的布局,就是为了抢占明日的商场比例。”长三角研讨院新动力使用技术研讨中心研讨员梁筱磊向《我国轿车报》记者介绍,欧美日韩相关企业都在紧锣密鼓进行布局。


在欧洲企业中,宝马近来深化与美国固态电池公司SolidPower的协作,再投1.3亿美元(约合人民币8.3亿元)用于固态电池技术研发,并计划于2022年装车检验,2025年前推出固态电池原型车,2030年前用于量产车。大众集团也正与美国固态电池公司量子科技(QuantumScape)密切协作,先后出资3亿美元(约合人民币19亿元),计划2025年量产固态电池。戴姆勒与加拿大魁北克水电公司协作开发固态电池,并在德国初步制作欧洲最大规划动力电池工厂。


美国车企中,福特也出资了美国固态电池公司SolidPower,希望取得安稳的固态电池供应。通用轿车的固态电池研发项目,取得了美国动力部910万美元(约合人民币5815万元)拨款。


在日韩企业中,丰田现已在实验室制成续驶旅程逾越1000公里、15分钟可充溢的固态电池,且正在概念车上检验。丰田还与松下合资成立固态电池公司,其计划在2025年量产搭载固态电池的电动轿车。韩国现代已先后向美国全固态电池企业SolidPower和SolidEnergySystem(SES)出资;而韩国电池供应商SKI近来也向SolidPower出资3000万美元(约合人民币1.9亿元),取得了SolidPower的固态电池相关技术及出产工艺的使用权。


不仅是企业,政府及区域组织也对固态电池给予了大力支撑。“国外政府、组织对固态电池也是高度重视。”西北工业大学新动力使用技术研讨中心研讨员于冬生向《我国轿车报》记者谈到,在欧洲,德国政府出资10亿欧元(约合人民币72亿元)支撑固态电池技术研发与出产,并支撑树立动力电池研发联盟,聚焦固态电池技术开发。现在,包括德国瓦尔塔迈科电池公司、巴斯夫、福特德国公司、大众轿车集团等都自愿参加这一联盟。欧盟还同意了欧洲固态电池出资专项计划,由欧盟多国一同出资32亿欧元(约合人民币230亿元),一同从私家出资商中筹集50亿欧元(约合人民币360亿元),用于展开固态电池。


美国动力部本年10月宣告为26个实验室项目提供2.09亿美元(约合人民币13亿元)的资金,开发固态电池及快充技术。日本政府计划为固态电池提供数千亿日元规划的研发补助资金。韩国政府抉择将在未来5年出资300亿韩元(约合人民币1.6亿元)用于支撑开发全固态电池。


国家层面的重视,是技术与工业展开重要的助推器。“尽管现在关于下一代电池的知道并不统一,但欧美以为,固态电池就是锂离子电池的终极形状,因而出炉了多项固态电池展开规划。”深圳先进技术研讨院新动力立异技术中心研讨员胡丰林向《我国轿车报》记者标明,继欧盟推出《电池2030规划》及《2030电池立异旅程图》后,近来芬兰也发布了《2025年国家电池战略》。本年6月,美国发布《美国锂电池2021-2030年国家蓝图》,对固态电池展开作出布置。


日本的下一代电池规划中,将固态电池与氢燃料电池作为改动当时日系动力电池商场比例落后的抓手。韩国拟定了《“K电池”国家战略》,清晰了展开固态电池的重要价值。“这些来自政策、资金等方面的支撑,都标明了各国关于展开固态电池比赛的高度重视。”胡丰林以为。


国内企业紧追不舍


技术旅程有差异


在国内,多家电池及相关企业也在攻关固态电池。董扬指出,我国现在固态动力电池研讨并不落后,在世界科学期刊发表文章数已居世界榜首。当时,需求加强政府支撑和辅导、产学研协作、上下游协作和商场化工业链制作。


近来,国内相关企业的一系列动作,引发业界高度重视。“国轩高科为国内某高端纯电动车配套半固态电池完结超1000公里的续驶旅程,比榜首代车型进步了1倍。”11月20日,国轩高科董事长李缜的揭露表态引发广泛热议。


巧合的是,此前,蔚来轿车掌门人李斌在介绍蔚来新款轿车ET7时也标明,ET7搭载的是能量密度达360Wh/kg的150kWh半固态电池,续驶旅程将逾越1000公里。由双方发言要素的契合度,业界估测,为ET7供应半固态电池的或正是国轩高科。


而国轩高科正在活跃筹备2022年为ET7配套量产半固态电池,在必定程度上也得到了证实。“现在,半固态电池是在技术、工艺方面比较成熟的前提下可以快速完结工业化的计划。国轩高科原定2025年将半固态电池投进商场,但根据现在的进展判别,肯定会提早。”国轩高科工研总院常务副院长徐兴无告诉记者。


值得注意的是,2020年5月,大众轿车(我国)出资有限公司宣告出资约11亿欧元(约合人民币79亿元),取得国轩高科26.47%股份并成为大股东。但是,大众入股国轩高科后,对国轩高科的三元锂电池好像并不感兴趣,多次泄漏出推动国轩高科赶快进步磷酸铁锂电池能量密度并加快固态电池的研发。“我们的极力,抉择着大众的资金是否能到位,所以,只需加快研发。”徐兴无向记者标明。


事实上,此前,蔚来ET7的电池供货商一向被疑为另一家电池企业清陶动力。“清陶将发布的最新款固态电池,续驶旅程可达1000公里,一同支撑快充模式,充电15分钟可完结续驶600公里。”清陶动力董事长冯玉川如是介绍,该产品电池单体实测能量密度为368Wh/kg。


关于清陶动力固态电池,业界也有估测。“这应该也是半固态电池,因为全固态电池工业化有一系列技术难题全球都没有处理。”一位不愿泄漏姓名的业界专家告诉记者,从能量密度和续驶旅程指标上看,清陶动力固态电池与国轩高科的半固态电池十分靠近。


在国内企业中,蜂巢动力、卫蓝新动力等电池企业都在开发半固态电池,蜂巢动力现已发布的“果冻电池”,是一种半固态电池。而且,有鉴于现在动力电池商场需求添加迅速和全固态电池难以一时工业化等要素,国内多家动力电池企业都初步转向能更快完结量产的半固态电池。“我们已抛弃全固态电池技术研发,选择固液混合的半固态电池旅程。”电池企业SES掌门人胡启朝所言,代表了部分状况相似的企业的实践选择。


现在,国内的动力电池企业结合自身及商场实践,都有着自己的选择。“从企业层面看,国内主要有三种选择。”上海大学新动力工业立异研讨中心研讨员罗向群在承受《我国轿车报》记者采访时标明,一种是走半固态电池旅程者,如浙江锋锂、卫蓝新动力等;另一种是选择全固态电池旅程,如比亚迪已发布了固态电池相关产品计划,天边轿车与辉能科技签约固态电池供应合平等;三是选择“两条腿走路”,兼而有之者,如国轩高科、蜂巢动力等。


中外企业相较,在技术旅程选择上有所不同。“现在欧美日韩大大都企业的研发政策依然是全固态电池,而国内部分企业选择半固态电池,更重视眼前的商场使用,也是为了习气国内车企的需求。”浙江大学新动力协同立异中心研讨员林弘昌向《我国轿车报》记者谈到,这是出于不同的商场环境所作出的选择。


半固态电池或是打破口


3~5年后有望工业化


近年来,在全球动力电池商场比赛中,我国企业累计所占商场比例名列前茅。“固态电池可以做到既抵达能量密度高,又具备分量很轻、很薄、体积小、柔性化的特点。”华东轿车新材料技术研讨院研讨员林澍文向《我国轿车报》记者谈到,理论上,固态电池正负极之间的距离可以缩短到几微米,由此,即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米级以下后也是可以弯曲并有柔性的,可以用在更多的电子产品上。他标明,从材料视点看,如果把2010年日产聆风使用的锰酸锂电池看作是榜首代动力电池,现在的三元锂电池和磷酸铁锂等电池可以算作是第二代动力电池,续驶旅程比榜首代添加了1倍多。未来最优选的下一代动力电池,更多人以为是全固态电池。


但是,在技术旅程上,中外企业仍有所不同。“现在,在固态电池技术研发中,中外企业都有各自的技术旅程。”梁筱磊标明,尽管现在还没有世界通用的分类方法,但一般是依照固态电池电解质的不同,划分为三大技术旅程,即聚合物、硫化物和氧化物,且各有短长。一是聚合物固态电池,其聚合物虽有较好的高温电导率,而在常温下其电导率不高;二是硫化物固态电池,硫化物电解质的综合功用较好,有比传统液态电解质更高的离子电导率,但却极易与空气中的水、氧气等发生反应发生碳化氢等有毒气体;三是氧化物固态电池,现在氧化物电解质依然不行安稳,但本钱较低。“因而,还有许多难题有待破解,而且国内外企业也有各自不同的旅程选择。”梁筱磊谈到,日韩企业多采用硫化物固态电解质技术旅程;我国企业多以氧化物旅程为主;欧美企业选择则呈多样化,如SolidPower主要走硫化物旅程,QuantumScape则选择了氧化物旅程。


而在固态电池的材料、结构、加工等方面,依然存在技术难题。“全固态电池预计最快也要3到5年后才华走向工业化。”于冬生标明,现在的固态电池难题,一是存在固-固界面触摸时,内阻较大,循环功用、倍率功用差等问题;二是加工工艺难度大,如硫化物固态电解质对出产环境要求苛刻,需求阻隔水和氧气,一同涉及薄膜堆积等与现有液态锂电池彻底不同的出产工艺,大规划量产技术尚未处理;三是出产本钱高,固态电池出产制作本钱占比超50%,而现在的液态锂离子电池出产本钱仅为20%~30%。


“吃着碗里看着锅里”


加快布局工业链


现在,全球业界的干流见地是将固态电池视为下一代电池主要技术之一,其自身的优势可以处理当时锂电工作安全和能量密度等问题。董扬指出:“我们要在巩固锂离子电池优势的基础上,‘吃着碗里看着锅里’,给予固态电池研发足够的重视。“


在国内电池相关企业中,有多家企业发布了固态电池研发进展或量产时间表。得到一汽、蔚来、爱驰等车企支撑的电池企业辉能科技,预计将在2023年进行试产,2024年量产固态电池。而且,辉能科技的原型固态电池样品的能量密度抵达383Wh/kg,而且还有进一步提高空间,全体功用会优于半固态电池。


与此一同,清陶动力总出资55亿元的宜春固态动力锂电池项目一期工程,规划固态电池产能10GWh,其间一期产能1GWh,二期产能9GWh。卫蓝新动力的1GWh固态电池产线即将建成,计划2026年后将构成产能20GWh。赣锋锂电与东风公司协作,榜首代半固态电池产品能量密度达280Wh/kg,第二代固态电池根据高镍三元正极、含金属锂负极材料,能量密度逾越350Wh/kg。


这轮出资、扩产为固态电池量产“上车”奠定了基础。“从现在的动力电池技术看,固态电池具有良好的展开前景,这也是吸引许多企业纷乱新建或扩大产能的原因。”胡丰林标明,固态电池一旦进入大规划量产,其本钱可以降至现在锂离子电池的40%左右。


近年来,国内对固态电池的政策支撑力度也在不断加大。2020年11月,国务院办公厅印发的《新动力轿车工业展开规划(2021~2035年)》中,清晰要求“加快固态动力电池技术研发及工业化”。据猜想,2020~2030年我国固态电池出货量将高速添加,至2030年或将打破250GWh。到2030年,我国固态电池商场空间或将抵达200亿元,较2020年完结百倍添加。


英国专业电池研讨组织法拉第研讨所猜想,到2030年,在交通运输领域内,固态电池的使用占比将抵达5%;到2040年,其比例将稳步上升至30%。法拉第研讨所还标明,当时工作对固态电池的研发是长时间的,或与高风险相伴,但也有可能取得高回报。


旅程弯曲,前途光明,好像是全部科学技术进步的规则。“关于我国企业而言,或许起步相对较晚,但技术立异的关键是事在人为,固态电池亦是如此。”林弘昌以为。


短评


不必自暴自弃,也不能盲目自负


先进技术的比赛,永远是实力的比拼。近来,跟着固态电池重视度继续升温,也反映出一些耐人寻味的现象,其间可以看到欧美日韩的高度重视及大力投入,也能看出国内工作的实在状况。关于眼下的国内工作而言,虽是瑕瑜互见,喜忧参半,但既不必自暴自弃,也不能盲目自负。


首要,令人欣慰的是,在固态电池世界比赛加重的布景下,国内动力电池相关企业的固态电池研发与工业化也在加快,而且在半固态电池工业化方面正在构成先发优势,国轩高科、清陶动力等企业即将量产,无疑是一个好消息。本年以来,新动力轿车产销量继续完结月度“十连增”,电池需求高企,对更为安全可靠、功用优势的固态及半固态电池的商场需求也在水涨船高,同步添加。因而,与国外大都企业据守全固态电池旅程比较,以半固态电池先行处理工作急需的探索,好像并无不妥。


其次,固态电池技术在国内的展开,并非高枕无忧。一是起步较晚,先不说研讨固态电池的诺贝尔奖得主都在欧美,欧美日韩的高度重视,大力出资,丰田等头部企业率先向固态电池寻求打破,都是为了从长远着眼,抢占未来固态电池商场先机。而在国内专家眼中,国内固态电池研讨还比较涣散,没有组成“国家队”,也尚无头部电池企业的强力技术打破。而在呈现半固态电池之后,又有多家电池企业涌向半固态电池,趋眼前之利现象明显,这些关于长远展开,以及面临未来剧烈的固态电池全球商场比赛时令人堪忧。


再者,希望国内动力电池相关企业以全球视野、长远眼光,高度重视全固态电池技术研发与储藏。从作为技术风向标的专利来看,近10年来全球范围内固态电池专利年度“百强”中,前15名没有呈现过我国企业,而丰田多年来一向名列前茅。由此,国内企业应该警醒,为更持久的商场比例考虑,也应该以更大的力度去投入全固态电池的研发,而且如果能像欧洲相同组成联盟,则更能体现工作的集聚优势。


总归,以科学的情绪看清实践,扬长补短,兢兢业业去研发和储藏技术、破解难题,规划布局,才是国内固态电池企业未来参加全球比赛的制胜之道。

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