9 студзеня на «2020NIODay», які праводзіў Weilai, у дадатак да афіцыйнага дэбюту ET7, вядомага як «самая перадавая тэхналагічная інтэграцыя на дадзены момант», было таксама абвешчана, што Weilai ET7 абсталяваны цвёрдацельнымі батарэямі. будзе ў чацвёртым квартале 2022 года. На рынку яго шчыльнасць энергіі дасягае 360 Вт·г/кг, а з цвёрдацельнымі батарэямі прабег Weilai ET7 можа дасягаць больш за 1,000 кіламетраў на адной зарадцы.

Аднак Лі Бін, заснавальнік Weilai, маўчаў пра пастаўшчыка цвёрдацельных акумулятараў, сказаўшы толькі, што Weilai Automobile мае вельмі цесныя адносіны супрацоўніцтва з пастаўшчыкамі цвёрдацельных акумулятараў і, безумоўна, з’яўляецца вядучай кампаніяй у галіны. На падставе слоў Лі Біна, знешні свет падазрае, што гэты пастаўшчык цвёрдацельных акумулятараў, верагодна, знаходзіцца ў эпоху Ніндэ.

Але незалежна ад таго, хто пастаўшчык цвёрдацельных акумулятараў NIO, цвёрдацельныя батарэі з’яўляюцца лепшым рашэннем многіх праблем у распрацоўцы новых энергетычных транспартных сродкаў, і яны таксама з’яўляюцца важным напрамкам развіцця ў індустрыі энергетычных акумулятараў.

A person in the power battery industry believes that solid-state batteries will be the technological commanding heights of the next generation of high-performance power batteries. “The field of solid-state batteries has entered the stage of an’arms race’ with many market participants, including car companies, power battery companies, investment institutions, and scientific research. Institutions and others are playing games in the three aspects of capital, technology, and talent. If they don’t seek change, they will be out of the game.”

Акумулятар харчавання ва ўсім свеце

Ацяпленне і астуджэнне індустрыі энергетычных акумулятараў неаддзельныя ад аўтамабільнай прамысловасці новай энергіі, і з паступовым аднаўленнем рынку новых энергетычных аўтамабіляў канкурэнцыя ў індустрыі энергетычных акумулятараў становіцца ўсё больш жорсткай.

Варта адзначыць, што акумулятар сілкавання вядомы як «сэрца» новых энергетычных транспартных сродкаў, на долю якога прыпадае ад 30% да 40% кошту аўтамабіля. Па гэтай прычыне прамысловасць акумулятараў калісьці лічылася кропкай прарыву ў наступную эпоху аўтамабільнай прамысловасці. Аднак з астуджэннем палітыкі і вяртаннем замежных брэндаў індустрыя энергетычных акумулятараў таксама сутыкаецца з такімі ж сур’ёзнымі праблемамі, што і аўтамабільная прамысловасць новай энергіі.

Эпоха Ніндэ была першай, якая сутыкнулася з сур’ёзнымі праблемамі.

13 студзеня паўднёвакарэйская арганізацыя па даследаванні рынку SNEResearch абвясціла адпаведныя даныя аб сусветным рынку батарэяў у 2020 годзе. Дадзеныя паказваюць, што ў 2020 годзе сусветная ўстаноўленая магутнасць батарэй электратранспарту дасягне 137 ГВт-гадз, што ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года вырасце на 17%, з якіх CATL выйграў чэмпіянат чацвёрты год запар, а гадавая ўстаноўленая магутнасць дасягнула 34 ГВт-гадз, павялічыўшыся ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года на 2%.

Для кампаній, якія займаюцца батарэямі, усталяваная магутнасць вызначае іх пазіцыю на рынку. Нягледзячы на ​​тое, што ўстаноўленая магутнасць CATL па-ранейшаму захоўвае перавагу, з пункту гледжання павелічэння сусветнага росту бізнесу, усталяваная магутнасць CATL значна ніжэй, чым сусветныя тэмпы росту. Сумняваюся, што японскія і карэйскія кампаніі па вытворчасці акумулятараў, прадстаўленыя LG Chem, Panasonic і SKI, хутка пашыраюцца.

З моманту афіцыйнага ўвядзення ў 2013 годзе новай палітыкі субсідый для транспартных сродкаў, якая займаецца энергазабеспячэннем, індустрыя энергетычных акумулятараў, якая цесна звязана з індустрыяй новых энергетычных транспартных сродкаў, у свой час пачала хуткае развіццё.

Пасля 2015 года Міністэрства прамысловасці і інфармацыйных тэхналогій выпусціла такія праграмныя дакументы, як «Стандарты і стандарты прамысловасці аўтамабільных акумулятараў» і «Каталог вытворцаў батарэй». Японскія і паўднёвакарэйскія кампаніі па вытворчасці батарэй былі «выгнаны», а развіццё айчыннай індустрыі акумулятараў дасягнула свайго піку.

Аднак у чэрвені 2019 года з-за ўзмацнення жорсткасці палітыкі, больш высокіх парогаў і змяненняў у маршрутах вялікая колькасць кампаній па вытворчасці батарэй перажылі перыяд барацьбы і ў рэшце рэшт зніклі. Да 2020 года колькасць айчынных кампаній па вытворчасці акумулятараў скарацілася да больш чым 20.

У той жа час кампаніі з замежнымі інвестыцыямі, якія займаюцца батарэямі, ужо даўно гатовыя перамясціць тлушч на кітайскім рынку. З 2018 года японскія і карэйскія кампаніі па акумулятарнай батарэі, такія як Samsung SDI, LG Chem, SKI і інш., пачалі паскараць «контратаку» кітайскага рынку і пашыраць магутнасці вытворчасці акумулятараў. Сярод іх завершаны і запушчаны ў вытворчасць заводы па вытворчасці акумулятараў Samsung SDI і LG Chem. Унутраны рынак акумулятараў. Прадстаўляем мадэль «Забойства трох каралеўстваў» у Кітаі, Японіі і Паўднёвай Карэі.

Найбольш агрэсіўным лічыцца LG Chem. Паколькі серыя Model 3, вырабленая Shanghai Gigafactory Tesla, выкарыстоўвае батарэі LG Chem, гэта не толькі прывяло да хуткага росту LG Chem, але і блакіравала эпоху Ningde. У першым квартале 2020 года LG Chem, якая першапачаткова заняла трэцяе месца, адным махам перасягнула эпоху Ніндэ і стала найбуйнейшай у свеце кампаніяй па вытворчасці акумулятараў з доляй рынку.

У той жа час BYD таксама пачаў наступ.

У сакавіку 2020 года BYD выпусціла батарэйныя батарэі і пачала пастаўляць іх іншым аўтамабільным кампаніям. Ван Чуаньфу сказаў: «Згодна з грандыёзнай стратэгіяй поўнага адкрыцця, у парадак дня было ўнесена незалежнае раздзяленне BYD Battery, і, як чакаецца, IPO адбудзецца прыкладна ў 2022 годзе».

Насамрэч, лязавыя батарэі – гэта больш удасканаленне тэхналогіі вытворчасці і апрацоўкі акумулятараў, а не прарыўныя інавацыі ў матэрыялах і тэхналогіях. У цяперашні час трохкомпонентная літыевая батарэя і літый-жалеза-фасфатная батарэя, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў электрычных транспартных сродках, з’яўляюцца літый-іённымі батарэямі, а літыевая батарэя з самай высокай шчыльнасцю энергіі складае 260 Вт·г/кг. Прамысловасць у цэлым лічыць, што шчыльнасць энергіі літый-іённых батарэй блізкая да мяжы. Цяжка перавысіць 300 Вт/кг.

Пачаўся другі тайм картачная гульня

Бясспрэчным фактам з’яўляецца тое, што той, хто першым здолее прабіць тэхнічнае вузкае месца, зможа скарыстацца магчымасцю ў другім тайме.

Яшчэ ў снежні 2019 года Міністэрства прамысловасці і інфармацыйных тэхналогій апублікавала «План развіцця індустрыі новых энергетычных транспартных сродкаў (2021-2035)», які ўключаў паскарэнне даследаванняў і распрацовак і індустрыялізацыю тэхналогіі цвёрдацельных акумулятараў як «ядра новага энергетычнага транспартнага сродку». Тэхналагічны праект”. Прасунуць цвёрдацельную батарэю на нацыянальны стратэгічны ўзровень.

In recent years, mainstream automobile companies at home and abroad, such as Toyota, Nissan Renault, GM, BAIC, and SAIC, have begun to step up the R&D and industrialization of solid-state batteries. At the same time, battery companies such as Tsingtao Energy, LG Chem, and Massachusetts Solid Energy Preparations for the construction of solid-state battery factories have also begun, including solid-state battery production lines that have already been put into operation.

У параўнанні з традыцыйнымі літыевымі батарэямі, цвёрдацельныя батарэі маюць шмат пераваг, такіх як больш высокая шчыльнасць энергіі, лепшая бяспека і меншы памер, і разглядаюцца ў прамысловасці як кірунак развіцця энергетычных батарэй.

У адрозненне ад літыевых батарэй, якія выкарыстоўваюць электраліты ў якасці электралітаў, тэхналогія цвёрдацельных акумулятараў выкарыстоўвае цвёрдыя шкляныя злучэнні з літыя і натрыю ў якасці токаправодных матэрыялаў. Паколькі цвёрды токаправодны матэрыял не мае цякучасці, праблема дэндрытаў літыя вырашаецца натуральным чынам, а прамежкавая дыяфрагма і матэрыял графітавага анода для забеспячэння стабільнасці могуць быць выдалены, што дазваляе зэканоміць шмат месца. Такім чынам, долю электродных матэрыялаў можна максімальна павялічыць у абмежаванай прасторы батарэі, павялічваючы тым самым шчыльнасць энергіі. Тэарэтычна, цвёрдацельныя батарэі могуць лёгка дасягнуць шчыльнасці энергіі больш за 300 Вт·г/кг. На гэты раз Weilai сцвярджае, што цвёрдацельныя батарэі, якія ён выкарыстоўвае, дасягнулі звышвысокай шчыльнасці энергіі 360 Вт·г/кг.

The above-mentioned industry insiders also believe that this battery will be an important step towards the future of electrification. The energy density of solid-state batteries is expected to reach two to three times that of current lithium-ion batteries, and will be lighter, longer life, and safer than current batteries.

Бяспека заўсёды была ценем для прамысловасці акумулятараў.

У 2020 годзе мая краіна ажыццявіла ў агульнай складанасці 199 адкліканняў аўтамабіляў, у тым ліку 6,682,300 31 XNUMX транспартных сродкаў, з якіх быў адкліканы XNUMX аўтамабіль на новай энергіі. Пры ўтылізацыі аўтамабіляў з новымі энергарэсурсамі акумулятар можа мець патэнцыйныя небяспекі, такія як тэрмічны разгон і самазагаранне. Гэта па-ранейшаму перапрацоўка транспартных сродкаў на новай энергіі. галоўная прычына. Наадварот, самай вялікай асаблівасцю цвёрдых электралітаў з’яўляецца тое, што іх няпроста спальваць, што істотна павышае бяспеку новых энергетычных транспартных сродкаў.

Toyota entered the field of solid-state batteries very early. Since 2004, Toyota has been developing all-solid-state batteries and has accumulated first-hand solid-state battery technology. In May 2019, Toyota exhibited samples of its all-solid-state battery that is in the trial production stage. According to Toyota’s plan, it plans to increase the energy density of solid-state batteries to more than twice the energy density of existing lithium batteries by 2025, which is expected to reach 450Wh/kg. By then, electric vehicles equipped with solid-state batteries will have a significant increase in cruising range, which is comparable to current fuel vehicles.

У той жа час BAIC New Energy таксама абвясціла аб завяршэнні ўводу ў эксплуатацыю першага чыста электрычнага прататыпа аўтамабіля, абсталяванага цвёрдацельнай акумулятарнай сістэмай. У пачатку 2020 года BAIC New Energy абвясціла аб «Плане 2029», які ўключае ў сябе будаўніцтва дыверсіфікаванай энергетычнай сістэмы з сістэмай энергапрывада «тры ў адным» з літый-іённых батарэй, цвёрдацельных батарэй і паліва клеткі.

Для гэтай маючай адбыцца жорсткай бітвы эпоха Ніндэ таксама зрабіла адпаведны макет.

У траўні 2020 года Цзэн Юцюнь, старшыня CATL, паказаў, што сапраўдным цвёрдацельным батарэям патрэбны металічны літый у якасці адмоўнага электрода для павелічэння шчыльнасці энергіі. CATL працягвае інвеставаць у перадавыя даследаванні і даследаванні ў галіне цвёрдацельных акумулятараў і іншых тэхналогій.

Відавочна, што ў галіне энергетычных батарэй ціха пачалася барацьба з глушэннямі на базе цвёрдацельных акумулятараў, і тэхналагічнае лідэрства на базе цвёрдацельных акумулятараў стане водападзелам у галіне энергетычных батарэй.

Цвёрдацельныя батарэі па-ранейшаму сутыкаюцца з кайданамі

Паводле падлікаў SNEResearchd, аб’ём рынку цвёрдацельных акумулятараў у маёй краіне, як чакаецца, дасягне 3 мільярдаў юаняў у 2025 годзе і 20 мільярдаў юаняў у 2030 годзе.

Нягледзячы на ​​​​вялізны рынак, ёсць дзве асноўныя праблемы, з якімі сутыкаюцца цвёрдацельныя батарэі, тэхналогіі і кошт. У цяперашні час у свеце існуюць тры асноўныя матэрыяльныя сістэмы для цвёрдых электралітаў у цвёрдацельных батарэях, а менавіта палімерныя цалкам цвёрдыя, аксідныя цалкам і сульфідныя цалкам цвёрдыя электраліты. Цвёрдацельная батарэя, згаданая Вейлай, на самай справе з’яўляецца паўцвёрдай батарэяй, гэта значыць вадкім электралітам і змешваннем аксідных цвёрдых электралітаў.

З пункту гледжання магчымасцяў масавага вытворчасці, цвёрдацельныя батарэі сапраўды могуць вырашыць актуальныя праблемы бяспекі вадкіх батарэй. Аднак, паколькі праводнасць першых двух матэрыяльных сістэм з’яўляецца тэарэтычнай праблемай, а не праблемай працэсу, для яе вырашэння ўсё яшчэ патрэбны пэўныя інвестыцыі ў даследаванні і распрацоўкі. Акрамя таго, нельга часова эфектыўна змагацца з «вытворчай небяспекай» сульфіднай сістэмы. І праблема кошту большая.

Шлях да індустрыялізацыі цвёрдацельных батарэй па-ранейшаму часта перакрыты. Калі вы хочаце па-сапраўднаму атрымліваць асалоду ад бонусам шчыльнасці энергіі цвёрдацельных батарэй, вы павінны замяніць сістэму адмоўных электродаў з металічнага літыя на больш высокую шчыльнасць энергіі. Гэта можа быць дасягнута за кошт бяспекі цвёрдацельных акумулятараў, а шчыльнасць энергіі батарэі можа дасягаць вышэй за 500 Вт/г. Але гэтая цяжкасць яшчэ вельмі вялікая. Даследаванне і распрацоўка цвёрдацельных акумулятараў пакуль знаходзіцца ў стадыі лабараторнага навуковага эксперыменту, якая далёкая ад індустрыялізацыі.

У якасці прыкладу можна прывесці тое, што ў сакавіку 2020 года Nezha Motors выпусціла новую мадэль Nezha U, абсталяваную цвёрдацельнымі батарэямі. Як паведамляе Nezha Motors, у кастрычніку мінулага года «Нежа У» плануе даць справаздачу перад Міністэрствам прамысловасці і інфармацыйных тэхналогій. Выпускаецца 500 камплектаў. Аднак на дадзены момант 500 цвёрдацельных аўтамабіляў-акумулятараў «Нежа» па-ранейшаму адсутнічаюць.

Тым не менш, нават калі цвёрдацельныя батарэі маюць дасканалую тэхналогію, масавае вытворчасць усё роўна павінна вырашыць кошт канкурэнцыі з вадкімі літыевымі батарэямі. Лі Бін таксама сказаў, што цяжкасць масавага вытворчасці цвёрдацельных акумулятараў заключаецца ў тым, што іх кошт занадта высокая, а праблема выдаткаў заключаецца ў камерцыялізацыі тэхналогіі цвёрдацельных батарэй. Самая вялікая праблема.

Па сутнасці, запас ходу і кошт выкарыстання (кошт усяго аўтамабіля і заменнага акумулятара) па-ранейшаму з’яўляюцца слабымі звянамі электрамабіляў, і поспех любой новай тэхналогіі павінен адначасова вырашаць гэтыя дзве асноўныя праблемы. Згодна з разлікамі, агульны кошт цвёрдацельнай батарэі, у якой таксама выкарыстоўваецца графітавы адмоўны электрод, складае 158.8$/кВт·г, што на 34% вышэй за агульны кошт вадкай батарэі ў 118.7$/кВт·г.

У цэлым цвёрдацельныя батарэі пакуль знаходзяцца ў пераходнай стадыі, і трэба тэрмінова вырашаць тэхнічныя і коштавыя праблемы. Тым не менш, для індустрыі энергетычных акумулятараў цвёрдацельныя батарэі па-ранейшаму застаюцца на вышыні ў другой палове гульні.

Надыходзіць новы віток рэвалюцыі ў галіне акумулятарных тэхналогій, і ніхто не хоча адставаць у другой палове бітвы.