電池爭(zhēng)奪戰(zhàn)來(lái)了

發(fā)布日期:2024-03-01  來(lái)源:中國(guó)新聞周刊

核心提示:李斌給衛(wèi)藍(lán)新能源出了一道題為蔚來(lái)ET7設(shè)計(jì)一款150度的電池,讓這款轎車(chē)的續(xù)航里程達(dá)到1000公里,但是電池重量不能超過(guò)600公斤。
李斌給衛(wèi)藍(lán)新能源出了一道題——為蔚來(lái)ET7設(shè)計(jì)一款150度的電池,讓這款轎車(chē)的續(xù)航里程達(dá)到1000公里,但是電池重量不能超過(guò)600公斤。蔚來(lái)ET7搭載的100度液態(tài)電池的重量已經(jīng)達(dá)到555公斤,衛(wèi)藍(lán)新能源最終供應(yīng)的半固態(tài)電池的重量只增加了20公斤,達(dá)到575公斤。顯然,這是一款能量密度更高的電池。

2021年1月9日,蔚來(lái)便宣布ET7將使用固態(tài)電池技術(shù),第二天李斌便辟謠稱(chēng),2022年量產(chǎn)的“固態(tài)電池”,準(zhǔn)確說(shuō)是半固態(tài)電池。2023年12月,李斌駕駛一輛搭載半固態(tài)電池的蔚來(lái)ET7行駛了1044公里。預(yù)計(jì)今年五六月,這款半固態(tài)電池會(huì)出現(xiàn)在蔚來(lái)的換電站。

2023年也被眾多業(yè)內(nèi)人士視為固態(tài)電池技術(shù)上車(chē)元年。鋰電池四大主材是正極、負(fù)極、電解液、隔膜。其中,電解液和隔膜的作用是實(shí)現(xiàn)鋰離子自由穿梭。固態(tài)電池是用固態(tài)電解質(zhì)替代電解液,解決電池安全問(wèn)題。同時(shí),固態(tài)電池可以搭配能量密度更高的正負(fù)極材料,提高電池能量密度。


圖/視覺(jué)中國(guó)

電池技術(shù)的迭代,本質(zhì)上是不同材料體系之間的競(jìng)爭(zhēng),其演進(jìn)歷史是人類(lèi)“馴服”不同材料的過(guò)程,努力在能量密度、安全、成本等維度之間尋求平衡,固態(tài)電池被認(rèn)為是能夠平衡多重需求的“終極電池”。

在固態(tài)電池賽道,從傳統(tǒng)液態(tài)電池巨頭到初創(chuàng)企業(yè),都希望復(fù)制過(guò)往中資企業(yè)在液態(tài)電池領(lǐng)域取得的成功。21世紀(jì)初期,比亞迪入局電池產(chǎn)業(yè)時(shí),磷酸鐵鋰電池其實(shí)并不算成熟的技術(shù)路線,但是通過(guò)技術(shù)迭代最終帶動(dòng)整條產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。固態(tài)電池被認(rèn)為也將給產(chǎn)業(yè)鏈提供這樣的風(fēng)口。

固態(tài)電池技術(shù)風(fēng)口

中國(guó)固態(tài)電池領(lǐng)域兩大“獨(dú)角獸”公司:清陶能源,完成G+輪融資,估值約為260億元;衛(wèi)藍(lán)新能源估值約為157億元。2023年以來(lái),兩家“獨(dú)角獸”公司動(dòng)作頻頻。

成立于2016年的衛(wèi)藍(lán)新能源,已經(jīng)有蔚來(lái)、吉利、華為、小米、路特斯等一眾車(chē)企與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈參與者。蔚來(lái)持股比例接近15%,是第一大單一股東。

清陶能源則相繼引入北汽、上汽、廣汽等國(guó)有汽車(chē)集團(tuán)作為戰(zhàn)略投資股東。2023年5月,上汽集團(tuán)稱(chēng)將追加不超過(guò)27億元投資,完成后間接持有清陶能源約15.29%股權(quán),成其第二大股東。

車(chē)企“站隊(duì)”押注固態(tài)電池技術(shù),正是因?yàn)橐簯B(tài)電池?zé)o法兼顧安全與能量密度。對(duì)比液態(tài)電池當(dāng)下主流的兩種技術(shù)路線,磷酸鐵鋰電池相比三元電池更加安全,但是能量密度無(wú)法與之相比。衛(wèi)藍(lán)新能源董事長(zhǎng)俞會(huì)根告訴《中國(guó)新聞周刊》,固態(tài)電池因此獲得機(jī)會(huì)。

依據(jù)電解質(zhì)材料的差異,固態(tài)電池有三條技術(shù)路線:氧化物、硫化物與聚合物。其中,以硫化物作為電解質(zhì)材料電導(dǎo)率更高,但是制備難度較高,而中國(guó)則更多押注氧化物技術(shù)路線。

正是因?yàn)橹衅蟾噙x擇氧化物技術(shù)路線,因此在液態(tài)電池與全固態(tài)電池之間留有“灰色地帶”,即“半固態(tài)電池”。“按照電解液的含量,可以將電池分為液態(tài)、固液混合態(tài)、全固態(tài)。如今市場(chǎng)上的‘固態(tài)電池’,是一個(gè)相對(duì)籠統(tǒng)的概念,只要加入固態(tài)電解質(zhì),降低電解液含量,便被認(rèn)為應(yīng)用固態(tài)電池技術(shù)。從液態(tài)電池到全固態(tài)電池是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程,衛(wèi)藍(lán)新能源量產(chǎn)的半固態(tài)電池已經(jīng)將電解液含量降至10%以下,屬于固液混合態(tài)初級(jí)階段,但這一比例降至1%以下時(shí)便接近全固態(tài)電池。”俞會(huì)根告訴記者。

電池中的電解液變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)有可能降低電池的能量密度,增加能量密度主要依靠正負(fù)極材料的變化。俞會(huì)根喜歡將正負(fù)極類(lèi)比為兩只“怪獸”,電解液只能“馴服”較低等級(jí)“怪獸”,因?yàn)榭梢赃x用的正負(fù)極材料受限,其能量密度上限約為300Wh/kg,目前主流液態(tài)三元電池的能量密度為260~280Wh/kg。從液態(tài)電池到半固態(tài)電池,再到全固態(tài)電池,其實(shí)是馴服“怪獸”的能力在提升,可以使用能夠帶來(lái)更高能量密度的正負(fù)極材料。“最典型的莫過(guò)于負(fù)極材料的改變,液態(tài)電池的負(fù)極材料只能使用石墨,衛(wèi)藍(lán)新能源交付蔚來(lái)的半固態(tài)電池已經(jīng)在負(fù)極材料中摻入硅,而最終能‘馴服’金屬鋰負(fù)極的只可能是全固態(tài)電池。”硅負(fù)極的理論克容量是石墨負(fù)極的10倍。

類(lèi)似的故事也發(fā)生在正極一端。2019年,“811電池”曾因幾起自燃事故陷入爭(zhēng)議,“811電池”即正極材料中鎳鈷錳含量比例為8:1:1的三元鋰電池。俞會(huì)根告訴記者,正極材料中鎳含量越高,意味著更高的能量密度,但因?yàn)殒嚫鼮榛钴S也更難被‘馴服’。但是半固態(tài)電池可以馴服鎳含量達(dá)到九成的正極材料。

“馴服”的過(guò)程也是電池變得更加安全的過(guò)程,最直觀的表現(xiàn)是工作溫區(qū)的變化,當(dāng)前溫度超過(guò)55℃時(shí)液態(tài)電池便會(huì)停止工作,而半固態(tài)電池、全固態(tài)電池會(huì)將這一上限提升到60℃、80℃。

用俞會(huì)根的話來(lái)說(shuō),固態(tài)電池技術(shù)的特點(diǎn)是“三高”,高安全、高溫區(qū)、高能量密度,對(duì)應(yīng)新能源汽車(chē)的三個(gè)核心焦慮:首先是安全焦慮,除非蓄意破壞,否則碰撞、過(guò)充等引發(fā)自燃將成為歷史。其次是低溫焦慮,液態(tài)電池在冬季續(xù)航“打折”是常態(tài),磷酸鐵鋰電池尤甚。雖然固態(tài)電池低溫性能沒(méi)有明顯提升,但是它可以在高溫環(huán)境下運(yùn)行,因此可以為固態(tài)電池進(jìn)行絕熱、保溫和加熱處理,避免其在低溫環(huán)境中工作。再次便是續(xù)航焦慮,以為蔚來(lái)ET7量產(chǎn)的半固態(tài)電池為例,標(biāo)稱(chēng)續(xù)航超過(guò)1000公里。

盡管一些搭載液態(tài)電池的新能源汽車(chē)也能實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航,但是俞會(huì)根表示,其以較高的能耗為代價(jià)。“這也是很多車(chē)企當(dāng)前并不追求1000公里續(xù)航的原因,液態(tài)電池能量密度有限,增加續(xù)航里程只能加裝電池,推高整車(chē)重量,提高能耗。固態(tài)電池技術(shù)通過(guò)提升能量密度,可以在整車(chē)減重的同時(shí)增加續(xù)航里程。”

他告訴記者,整車(chē)每減重100公斤,能耗可以降低3%~10%,以3%的下限作為標(biāo)準(zhǔn),衛(wèi)藍(lán)新能源曾為大眾一款續(xù)航617公里的新能源汽車(chē)進(jìn)行測(cè)算,達(dá)到相同續(xù)航里程,半固態(tài)電池、全固態(tài)電池能分別少安裝3.4度5.4度電池,分別降低3000元、5000元的電池成本。

“其實(shí)1000公里續(xù)航對(duì)于半固態(tài)電池而言只是一個(gè)起點(diǎn),理論上半固態(tài)電池的能量密度可以更高。以磷酸鐵鋰電池為例,電池包的能量密度為160瓦時(shí)/公斤左右,三元電池電池包的能量密度則在200~250瓦時(shí)/公斤,而蔚來(lái)ES6半固態(tài)電池包的能量密度超過(guò)260瓦時(shí)/公斤。未來(lái)伴隨新的正負(fù)極材料的導(dǎo)入,電芯成組效率的進(jìn)一步提升,半固態(tài)電池電池包的能量密度將從現(xiàn)有液態(tài)電池電池包200瓦時(shí)/公斤的維度提升至300瓦時(shí)/公斤。”恩力動(dòng)力固態(tài)電池研發(fā)總監(jiān)姚猛告訴《中國(guó)新聞周刊》。

“更少的電池,更多的續(xù)航里程”,故事聽(tīng)起來(lái)很美好,但是前提是與液態(tài)電池相近的成本。


衛(wèi)藍(lán)新能源半固態(tài)電池產(chǎn)線。圖/受訪者提供

如何“擠上牌桌”?

當(dāng)鋰電池原材料價(jià)格回歸常態(tài),鋰電池行業(yè)正在進(jìn)行的“價(jià)格戰(zhàn)”無(wú)疑給固態(tài)電池技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)帶來(lái)壓力。而較為強(qiáng)烈的降本訴求也決定了車(chē)企對(duì)于電池技術(shù)路線的選擇,磷酸錳鐵鋰電池的興起便是明證。

小鵬汽車(chē)電池技術(shù)高級(jí)總監(jiān)仲亮就曾在去年公開(kāi)表示,更關(guān)注能滿足低成本和快充性能的新電池技術(shù),例如磷酸錳鐵鋰電池。

國(guó)軒高科國(guó)際工程研究院副院長(zhǎng)朱冠楠告訴《中國(guó)新聞周刊》,對(duì)于動(dòng)力電池而言,目前磷酸鐵鋰電池與三元電池的電量多為40~60度電、80~120度電。磷酸錳鐵鋰電池可以填補(bǔ)兩者之間的空白,覆蓋60~80度電區(qū)間,成本也介于兩者之間。“業(yè)內(nèi)一直對(duì)于三元電池的成本有所顧慮,特別是如今磷酸鐵鋰電池成本已經(jīng)接近BOM標(biāo)準(zhǔn)成本的情況下,而磷酸錳鐵鋰電池可以在控制成本的情況下將電池能量密度進(jìn)行提升,逼近中鎳三元電池水平,對(duì)于三元電池市場(chǎng)份額的沖擊更為顯著。”

“磷酸鐵錳鋰材料二三十年前已經(jīng)出現(xiàn),正是在當(dāng)今降本訴求強(qiáng)烈的市場(chǎng)氛圍下,促使電池廠商、材料廠商加大對(duì)其研發(fā)的投入力度,可以說(shuō)是當(dāng)下市場(chǎng)環(huán)境催生出的技術(shù)路線。”朱冠楠表示。

仲亮就曾直言,當(dāng)前半固態(tài)電池成本太高,是液態(tài)電池的2倍。顯然,成本是半固態(tài)電池沒(méi)能大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)的主要障礙。

有電池廠商人士告訴記者,自己感受到了車(chē)企對(duì)于半固態(tài)電池態(tài)度的微妙變化。“一年前,電池廠商已經(jīng)向車(chē)企送去半固態(tài)電池樣品,對(duì)方表達(dá)出濃厚的興趣,甚至提出比較激進(jìn)的產(chǎn)品應(yīng)用路線。但是隨著去年下半年車(chē)企面臨更大的降本壓力,車(chē)企對(duì)于半固態(tài)電池逐步從熱烈追捧轉(zhuǎn)為謹(jǐn)慎觀望。亦有新勢(shì)力車(chē)企明確推后了半固態(tài)電池上車(chē)計(jì)劃。”

材料的變化一方面在改變電池的性能,另一方面也在短期內(nèi)推高了電池的成本。朱冠楠透露,國(guó)軒高科的半固態(tài)電池比三元電池的成本高出5%~10%,主要因?yàn)槭褂玫墓柝?fù)極材料尚未量產(chǎn),但其未來(lái)有50%以上的降本空間,有望與現(xiàn)有的石墨負(fù)極材料持平。

“鈷的價(jià)格是鎳的價(jià)格的3~5倍,固態(tài)電池技術(shù)可以兼容高鎳正極材料,這意味其相比三元電池正極材料使用更少的鈷,未來(lái)反而更具成本優(yōu)勢(shì)。”俞會(huì)根說(shuō),高鎳材料成本一定低于中鎳材料,目前成本較高的原因在于尚未規(guī)?;a(chǎn)。

規(guī)?;a(chǎn)對(duì)于降本會(huì)起到重要作用。至于拐點(diǎn)何時(shí)到來(lái),姚猛坦言,業(yè)內(nèi)之所以認(rèn)為產(chǎn)量達(dá)到一定數(shù)量級(jí),便可以更好控制成本,是因?yàn)檫_(dá)到一定量級(jí)的產(chǎn)能后,便可以獨(dú)立支撐上游的廠商,這意味著電池廠對(duì)上游企業(yè)有更多議價(jià)空間,對(duì)于下游車(chē)企而言,擁有一定產(chǎn)能支撐也可以更有信心地推廣新車(chē)型。“業(yè)內(nèi)對(duì)于拐點(diǎn)的預(yù)測(cè)不盡相同,但多在10吉瓦時(shí)級(jí)別。”

衛(wèi)藍(lán)新能源預(yù)測(cè),全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之后,會(huì)比現(xiàn)有的液態(tài)三元電池成本降低10%~20%,清陶能源的結(jié)論更為激進(jìn),預(yù)計(jì)降本幅度將達(dá)四成。

降本的前提是量產(chǎn),對(duì)于固態(tài)電池技術(shù)而言,當(dāng)下最重要的是“擠上牌桌”,不只是在動(dòng)力電池領(lǐng)域。儲(chǔ)能電池顯然是一個(gè)比動(dòng)力電池更加“內(nèi)卷”的市場(chǎng),一些大型儲(chǔ)能項(xiàng)目電池的采購(gòu)價(jià)格已經(jīng)低至單瓦時(shí)0.3元。

“儲(chǔ)能客戶的要求是價(jià)格不能高于現(xiàn)有的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池,但是作為后發(fā)產(chǎn)品又不能沒(méi)有優(yōu)勢(shì),只能在新技術(shù)應(yīng)用與成本控制間尋求平衡。”俞會(huì)根坦言,對(duì)于半固態(tài)電池而言,現(xiàn)階段最重要的是擠上牌桌,擠上牌桌后再迭代產(chǎn)品。“今年與‘五大六小’發(fā)電企業(yè)的合作會(huì)陸續(xù)落地,應(yīng)用案例的積累意味著成功擠上牌桌。”

姚猛認(rèn)為,在市場(chǎng)導(dǎo)入階段,需要做好兩件事情,首先是短期內(nèi)對(duì)于細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行針對(duì)性研發(fā),突出固態(tài)電池技術(shù)的優(yōu)勢(shì),找到一些液態(tài)電池?zé)o法勝任,又對(duì)成本容忍度較高的細(xì)分市場(chǎng),而這樣的市場(chǎng)可能并非動(dòng)力電池市場(chǎng)。其次,部分固態(tài)電池的技術(shù),可以在現(xiàn)有液態(tài)電池技術(shù)體系下提前投入市場(chǎng),比如復(fù)合隔膜技術(shù)、正負(fù)極界面優(yōu)化技術(shù)等已經(jīng)可以導(dǎo)入現(xiàn)有業(yè)態(tài)體系,這些新技術(shù)的成本將會(huì)得到提前優(yōu)化。

姚猛告訴記者,電池的性能可以分為五個(gè)維度:能量密度、壽命、倍率性(快充性能)、成本和安全。但是在半固態(tài)電池產(chǎn)品推出的初期,難以兼顧這五個(gè)維度。

“新技術(shù)誕生初期的成本一定比較高,動(dòng)力電池對(duì)電池廠商的產(chǎn)能規(guī)模與控制成本的能力都有較高要求,比如產(chǎn)能規(guī)模至少要達(dá)到1~2吉瓦時(shí),對(duì)于初創(chuàng)企業(yè)而言有一定難度。”姚猛告訴記者,恩力動(dòng)力最先選擇進(jìn)入無(wú)人機(jī)市場(chǎng),因?yàn)闊o(wú)人機(jī)市場(chǎng)的痛點(diǎn)剛好可以用半固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ),其對(duì)于能量密度要求比較高,而且因?yàn)榇钶d電池較小,因此對(duì)于電池成本敏感度不比新能源汽車(chē),但是最終的目標(biāo)一定是進(jìn)入汽車(chē)動(dòng)力電池市場(chǎng)。


2022年5月9日,安徽合肥市一家新能源公司內(nèi),員工為磷酸鐵鋰電池包進(jìn)行組合激光焊接。圖/中新

“吃螃蟹”的車(chē)企

俞會(huì)根曾被雷軍問(wèn)道,“你的第一個(gè)客戶是誰(shuí)?”在他看來(lái),這代表了車(chē)企對(duì)于固態(tài)電池技術(shù)的糾結(jié)態(tài)度,既不愿冒進(jìn),也不愿落后。“吃螃蟹”的車(chē)企變得尤為重要。

俞會(huì)根坦言,蔚來(lái)采取換電模式,對(duì)成本相對(duì)不敏感。如果采取整車(chē)銷(xiāo)售模式,意味較高的電池成本直接體現(xiàn)在整車(chē)售價(jià)上,可能會(huì)比較難。“衛(wèi)藍(lán)接下來(lái)的任務(wù)就是降低半固態(tài)動(dòng)力電池成本,今年能將其與三元電池的成本差距控制在10%以?xún)?nèi),未來(lái)隨著產(chǎn)量提升,特別是正極材料降本,半固態(tài)動(dòng)力電池整體成本會(huì)與液態(tài)電池持平。”

“如果半固態(tài)電池可以降至與三元電池一樣的價(jià)格,少裝電池的優(yōu)勢(shì)便會(huì)顯現(xiàn),屆時(shí)安裝半固態(tài)電池反而會(huì)成為車(chē)企的一個(gè)降本選項(xiàng)。”俞會(huì)根說(shuō),目前仍在等待這一拐點(diǎn)的到來(lái),真正的“爆發(fā)”會(huì)在2026年到來(lái),屆時(shí)會(huì)有四五家整車(chē)廠選用衛(wèi)藍(lán)新能源的半固態(tài)電池。

據(jù)記者了解,已有數(shù)家車(chē)企與衛(wèi)藍(lán)新能源推進(jìn)半固態(tài)電池上車(chē),其中不乏外國(guó)車(chē)企,其中兩款車(chē)型預(yù)計(jì)會(huì)在明年上半年推出。

“半固態(tài)電池的主要市場(chǎng)在于中高端車(chē)型,與液態(tài)三元電池形成競(jìng)爭(zhēng)。”對(duì)于半固態(tài)電池在動(dòng)力電池市場(chǎng)的“舒適區(qū)”,這是業(yè)內(nèi)共識(shí)。朱冠楠便認(rèn)為,600~800公里的續(xù)航里程會(huì)成為未來(lái)中高端車(chē)型的剛需。

清陶能源定下的目標(biāo)是2025年固態(tài)電池汽車(chē)達(dá)到10萬(wàn)輛年銷(xiāo)的規(guī)模節(jié)點(diǎn)。

俞會(huì)根坦言,今年的核心任務(wù)是確保蔚來(lái)的需求,現(xiàn)有產(chǎn)能將全力以赴保供應(yīng),明年在此基礎(chǔ)上再增加與兩家車(chē)企的合作。“蔚來(lái)的需求非常明確,現(xiàn)有換電站就有2000多個(gè),一些車(chē)主可能會(huì)在節(jié)假日有長(zhǎng)途出行需求時(shí)日租150度的半固態(tài)電池。”

半固態(tài)電池的產(chǎn)能還處在爬坡階段。“在現(xiàn)有產(chǎn)能有限的情況下,衛(wèi)藍(lán)新能源現(xiàn)在的邏輯就是小步快跑,把半固態(tài)電池產(chǎn)品交付第二、第三家整車(chē)廠裝車(chē),在解決了從0到1的過(guò)程后,從1到N的過(guò)程需要依靠規(guī)模拉動(dòng)降本,今年公司的核心任務(wù)就是擴(kuò)張規(guī)模,可能在今年保證蔚來(lái)的供應(yīng)后衛(wèi)藍(lán)就會(huì)排進(jìn)動(dòng)力電池裝機(jī)規(guī)模前十。”

恩力動(dòng)力去年年底已經(jīng)在國(guó)內(nèi)投產(chǎn)了一條0.3吉瓦時(shí)的產(chǎn)線,今年還將建設(shè)2吉瓦時(shí)產(chǎn)線,同時(shí)已在美國(guó)布局一條0.3吉瓦時(shí)的產(chǎn)線,均會(huì)在今年投產(chǎn)。“我們預(yù)計(jì)半固態(tài)電池的產(chǎn)能爬坡會(huì)比外界預(yù)想的更快,恩力動(dòng)力計(jì)劃在2025年前后建設(shè)10吉瓦時(shí)產(chǎn)能的產(chǎn)線。”姚猛告訴記者。

衛(wèi)藍(lán)新能源在產(chǎn)能爬坡的同時(shí),也在打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游,目前已經(jīng)包下正極材料巨頭容百科技一條產(chǎn)線進(jìn)行正極包覆。

剛剛過(guò)去的2023年被李國(guó)剛視為半固態(tài)電池量產(chǎn)元年,正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段,而全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化時(shí)點(diǎn)會(huì)在2027年~2030年間出現(xiàn)。半固態(tài)電池上車(chē)方興未艾,全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化更是尚未開(kāi)始,但是留給市場(chǎng)參與者的機(jī)會(huì)已然有限。

“固態(tài)電池技術(shù)上車(chē)還處于初期,但是至關(guān)重要,類(lèi)似在高速駕車(chē),切換到另一條高速時(shí)必須找準(zhǔn)入口。”姚猛坦言,業(yè)內(nèi)對(duì)于“吃螃蟹”的車(chē)企十分尊敬。恩力動(dòng)力正與國(guó)內(nèi)外頭部車(chē)企進(jìn)行緊密聯(lián)系、合作中,幾乎所有車(chē)企都對(duì)固態(tài)電池技術(shù)表現(xiàn)出興趣,但是現(xiàn)階段都頗為謹(jǐn)慎。“車(chē)企希望電池廠商更為主動(dòng),希望后者可以短時(shí)間拿出能進(jìn)行上車(chē)測(cè)試、并且擁有一定產(chǎn)能規(guī)模的半固態(tài)電池,之后再針對(duì)具體車(chē)型進(jìn)行更深入的合作研發(fā)。”

他認(rèn)為,車(chē)企投資布局階段已然度過(guò),已經(jīng)來(lái)到半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化關(guān)口,一些初創(chuàng)企業(yè)可能難以再拿到融資,機(jī)會(huì)更多留給那些已經(jīng)有技術(shù)積累,可以拿出比較成熟的產(chǎn)品,但是欠缺與車(chē)企密切配合進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)的電池廠商。

在固態(tài)電池領(lǐng)域,巨頭之下還有多少機(jī)會(huì)?

2023年上海車(chē)展期間,寧德時(shí)代正式發(fā)布了凝聚態(tài)電池,稱(chēng)其單體能量密度最高可達(dá)500Wh/kg,被業(yè)內(nèi)認(rèn)為屬于半固態(tài)電池。在更早的2022年6月,寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群曾在重慶車(chē)展上透露,“除了全固態(tài)電池、半固態(tài)電池,包括大家沒(méi)聽(tīng)過(guò)的凝聚態(tài)電池,寧德時(shí)代都在搞”。

姚猛表示,寧德時(shí)代、比亞迪等液態(tài)電池巨頭對(duì)于固態(tài)電池的態(tài)度更像是“鴨子劃水”,水上平靜,水下發(fā)力。“目前鋰電池市場(chǎng)需求巨大,巨頭們的首要任務(wù)是擴(kuò)大產(chǎn)能,搶占市場(chǎng),而新技術(shù)一定會(huì)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)能布局造成沖擊,這是巨頭們的糾結(jié)之處,而初創(chuàng)企業(yè)則沒(méi)有歷史包袱。不過(guò),巨頭們對(duì)于固態(tài)電池的技術(shù)儲(chǔ)備也非常扎實(shí)。”

中國(guó)能否持續(xù)領(lǐng)跑?

多位受訪者喜歡提及人類(lèi)在19世紀(jì)發(fā)明、如今依然占有40%左右市場(chǎng)份額的鉛酸電池,以此類(lèi)比未來(lái)液態(tài)電池與固態(tài)電池關(guān)系的問(wèn)題,也就是“長(zhǎng)期共存”,至于“長(zhǎng)期”是多久,沒(méi)有人能給出答案。

“固態(tài)電池不會(huì)全部替代液態(tài)電池,而是會(huì)找到適合的應(yīng)用場(chǎng)景,在考慮性能、安全與成本后尋求最優(yōu)解。比如對(duì)于一臺(tái)續(xù)航里程500公里的新能源汽車(chē)而言,現(xiàn)有的液態(tài)電池能夠滿足。但是在未來(lái)載人航空器的電動(dòng)化進(jìn)程中,一方面需要確保絕對(duì)安全,另一方面對(duì)于能量密度要求較高,以支撐航空器起降、飛行。因此航空領(lǐng)域電動(dòng)化只能等待全固態(tài)電池,半固態(tài)電池也無(wú)法滿足其需求。”俞會(huì)根告訴記者。

那么,固態(tài)電池究竟會(huì)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)占據(jù)多少市場(chǎng)份額?

去年年底,EVTank曾預(yù)測(cè),2030年,鋰電池中約10%為固態(tài)電池,而且其中大部分為半固態(tài)電池。而今年1月,中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)成立時(shí),歐陽(yáng)明高院士預(yù)測(cè),2030年,全固態(tài)電池將占比1%。

俞會(huì)根表示,2030年,以?xún)?chǔ)能、動(dòng)力為主的鋰電池市場(chǎng)總規(guī)模將達(dá)到6TWh,10%的市場(chǎng)份額意味600GWh的需求,市場(chǎng)份額達(dá)到數(shù)千億級(jí)。

姚猛表示,中國(guó)磷酸鐵鋰電池現(xiàn)有與規(guī)劃產(chǎn)能占比全球產(chǎn)能非常高,因?yàn)槠髽I(yè)預(yù)估在未來(lái)5~8年,磷酸鐵鋰電池需求依然旺盛,50%以上的動(dòng)力電池、80%以上的儲(chǔ)能電池依然會(huì)使用磷酸鐵鋰電池。因此中企仍在不斷迭代磷酸鐵鋰電池技術(shù),在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),中企仍將在鋰電池市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先份額。而且在從半固態(tài)電池到全固態(tài)電池的發(fā)展路徑中,半固態(tài)電池的產(chǎn)能能在相當(dāng)程度與現(xiàn)有液態(tài)電池產(chǎn)能打通,磷酸鐵鋰產(chǎn)線在成本可控的情況下可以轉(zhuǎn)化為半固態(tài)電池產(chǎn)線。

顯然,能否抓住固態(tài)電池的風(fēng)口不僅關(guān)乎個(gè)別企業(yè)的成功,也關(guān)乎國(guó)內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)能否保持。

在出口“新三樣”中,新能源汽車(chē)與鋰電池緊密相連,一輛新能源汽車(chē)中約40%的成本來(lái)自動(dòng)力電池,中國(guó)擁有眾多自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與完整的產(chǎn)業(yè)鏈,自然不想因技術(shù)迭代放棄已經(jīng)在這一領(lǐng)域建立起的優(yōu)勢(shì),正時(shí)刻提防在這條賽道再次被“超車(chē)”的機(jī)會(huì),顯然,固態(tài)電池技術(shù)便被視為一次這樣的機(jī)會(huì)。

不同于中企選擇的氧化物技術(shù)路線,日企更多偏向硫化物技術(shù)路線,希望一步達(dá)成全固態(tài)電池。

而日本車(chē)企近年先后公布固態(tài)電池投產(chǎn)與上車(chē)時(shí)間表。2023年4月,本田汽車(chē)宣布將投資研發(fā)半固態(tài)和固態(tài)等新一代電池,2024年春季啟用固態(tài)電池示范生產(chǎn)線,投資430億日元(約合人民幣21.8億元),該技術(shù)將應(yīng)用于2025年之后推出的電動(dòng)車(chē)型上。日產(chǎn)汽車(chē)也將在2024年建設(shè)固態(tài)電池試產(chǎn)線,計(jì)劃2028年量產(chǎn)。豐田汽車(chē)希望在2025年之前推出使用固態(tài)電池的混合動(dòng)力汽車(chē)。

2023年10月12日,豐田與日本石油化工企業(yè)出光興產(chǎn)宣布,雙方將合作量產(chǎn)面向電動(dòng)車(chē)的“全固態(tài)電池”,目標(biāo)是在2027年至2028年實(shí)現(xiàn)“全固態(tài)電池”的量產(chǎn)實(shí)用化。豐田在固態(tài)電池上布局最久,也是世界上固態(tài)電池專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量最多的企業(yè),擁有1331項(xiàng)已知專(zhuān)利。第2位是松下,擁有445項(xiàng)專(zhuān)利。第3位便是出光興產(chǎn),擁有272項(xiàng)。

這樣的時(shí)間表其實(shí)在業(yè)內(nèi)看來(lái)十分“激進(jìn)”,甚至有中企直言難以相信。

姚猛告訴記者,豐田在硫化物固態(tài)電池領(lǐng)域布局非常早,在一些關(guān)鍵材料的研發(fā)、特殊工藝特型設(shè)備的研發(fā)上有比較大的優(yōu)勢(shì)。硫化物材料在電導(dǎo)率方面表現(xiàn)非常出色,可以兼顧高能量密度、安全及超級(jí)快充,同時(shí)壽命很長(zhǎng)。日本于十余年前在硫化物固態(tài)電解質(zhì)的研究上取得關(guān)鍵突破,因此豐田確定了這條技術(shù)路線。只不過(guò)目前在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化方面,可能不及預(yù)期,也就是在產(chǎn)業(yè)化方面有很大的改進(jìn)空間。“中國(guó)在上下游產(chǎn)業(yè)的完備程度,對(duì)于新技術(shù)的響應(yīng)速度等方面具備更多優(yōu)勢(shì)。在針對(duì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的研發(fā)方面,中國(guó)的能力很強(qiáng),其實(shí)無(wú)論是磷酸鐵鋰電池,還是三元電池,材料都并非在中國(guó)發(fā)明,中國(guó)的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。”

有業(yè)內(nèi)人士告訴《中國(guó)新聞周刊》,日企選擇硫化物作為固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)方案,成本依然難以降低,預(yù)計(jì)在2030年氧化物固態(tài)電池的成本降低至每瓦時(shí)幾毛錢(qián)的水平時(shí),硫化物固態(tài)電池的成本仍在2元~4元/瓦時(shí),“其目前更多處于科學(xué)研究的階段”。

 
 
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