Den 9. januar, på “2020NIODay” afholdt af Weilai, blev det ud over den officielle debut af ET7, som er kendt som den “aktuelt mest avancerede teknologiintegration”, også annonceret, at Weilai ET7 er udstyret med solid-state batterier vil være i fjerde kvartal af 2022. På markedet når dens energitæthed op på 360Wh/kg, og med solid-state batterier kan kilometertallet for Weilai ET7 nå mere end 1,000 kilometer på en enkelt opladning.

Li Bin, grundlæggeren af ​​Weilai, var dog tavs om leverandøren af ​​solid-state batterier og sagde kun, at Weilai Automobile har et meget tæt samarbejde med solid-state batterileverandører og absolut er branchens førende virksomhed. Baseret på Li Bins ord har omverdenen mistanke om, at denne solid-state batterileverandør sandsynligvis er i Ningde-æraen.

Men uanset hvem NIOs solid-state batterileverandør er, er solid state batterier den bedste løsning på mange problemer i udviklingen af ​​nye energikøretøjer, og de er også en vigtig udviklingsretning i strømbatteriindustrien.

En person i strømbatteriindustrien mener, at solid-state batterier vil være de teknologiske ledende højder i den næste generation af højtydende strømbatterier. “Fagområdet for solid-state batterier er gået ind i stadiet af et ‘våbenkapløb’ med mange markedsdeltagere, herunder bilselskaber, batteriselskaber, investeringsinstitutioner og videnskabelig forskning. Institutioner og andre spiller spil i de tre aspekter af kapital, teknologi og talent. Hvis de ikke søger forandring, vil de være ude af spillet.”

Strømbatteri over hele verden

Opvarmning og afkøling af strømbatteriindustrien er uadskillelige fra den nye energibilindustri, og med den gradvise genopretning af det nye energibilmarked er konkurrencen i strømbatteriindustrien blevet stadig hårdere.

Det er værd at nævne, at strømbatteriet er kendt som “hjertet” af nye energikøretøjer, der tegner sig for 30% til 40% af køretøjets omkostninger. Af denne grund blev strømbatteriindustrien engang betragtet som et gennembrudspunkt i den næste æra af bilindustrien. Men med afkølingen af ​​politikker og tilbagevenden af ​​udenlandske mærker, står batteriindustrien også over for de samme alvorlige udfordringer som den nye energibilindustri.

Ningde-tiden var den første, der stod over for alvorlige udfordringer.

Den 13. januar offentliggjorde den sydkoreanske markedsundersøgelsesorganisation SNEResearch relevante data om det globale marked for strømbatterier i 2020. Data viser, at den globale installerede kapacitet af strømbatterier på elektriske køretøjer i 2020 vil nå 137 GWh, en år-til-år stigning på 17 %, hvoraf CATL vandt mesterskabet for fjerde år i træk, og den årlige installerede kapacitet nåede 34 GWh, en år-til-år stigning på 2 %.

For strømbatterivirksomheder bestemmer den installerede kapacitet deres markedsposition. Selvom CATL’ens installerede kapacitet stadig har en fordel, set i lyset af stigningen i den globale forretningsvækst, er den installerede kapacitet i CATL langt lavere end den globale vækstrate. Der er tvivl om, at japanske og koreanske batteriselskaber repræsenteret af LG Chem, Panasonic og SKI er i hastig udvidelse.

Siden den nye tilskudspolitik for energikøretøjer blev officielt introduceret i 2013, indledte batteriindustrien, som er tæt knyttet til den nye energikøretøjsindustri, en hurtig udvikling.

Efter 2015 udsendte ministeriet for industri og informationsteknologi politiske dokumenter som “Automotive Power Battery Industry Standards and Standards” og “Power Battery Manufacturers Directory”. Japanske og sydkoreanske batteriselskaber blev “udvist”, og udviklingen af ​​den indenlandske batteriindustri nåede sit højdepunkt.

Men i juni 2019, med strammede politikker, højere tærskler og ændringer i ruter, oplevede et stort antal strømbatteriselskaber en periode med kamp og forsvandt til sidst. I 2020 er antallet af indenlandske batteriselskaber reduceret til mere end 20.

Samtidig har udenlandsk investerede strømbatteriselskaber længe været klar til at flytte fedtet på det kinesiske marked. Siden 2018 er japanske og koreanske batteriselskaber som Samsung SDI, LG Chem, SKI osv. begyndt at accelerere “modangrebet” på det kinesiske marked og udvide produktionskapaciteten for strømbatterier. Blandt dem er strømbatterifabrikkerne i Samsung SDI og LG Chem blevet færdiggjort og sat i produktion. Det indenlandske batterimarked præsenterer “Three Kingdoms Killing”-mønsteret i Kina, Japan og Sydkorea.

Den mest aggressive er LG Chem. Siden Model 3-serien produceret af Teslas Shanghai Gigafactory bruger LG Chem-batterier, har den ikke kun drevet den hurtige vækst af LG Chem, men også blokeret Ningde-æraen. I første kvartal af 2020 overgik LG Chem, som oprindeligt var nummer tre, Ningde-æraen med ét hug og blev verdens største strømbatterivirksomhed med markedsandele.

Samtidig indledte BYD også en offensiv.

I marts 2020 frigav BYD bladbatterier og begyndte at levere dem til tredjeparts bilfirmaer. Wang Chuanfu sagde: “Under den store strategi med fuld åbning er den uafhængige opdeling af BYD Battery blevet sat på dagsordenen, og det forventes at gennemføre en børsnotering omkring 2022.”

Faktisk handler bladbatterier mere om forbedringer inden for batteriproduktion og -behandlingsteknologi, og ingen banebrydende innovationer inden for materialer og teknologi. På nuværende tidspunkt er det ternære lithiumbatteri og lithiumjernphosphatbatteri, der almindeligvis anvendes i elektriske køretøjer, begge lithium-ion-batterier, og lithiumbatteriet med den højeste energitæthed er 260Wh/kg. Industrien mener generelt, at energitætheden for lithium-ion-batterier er tæt på grænsen. Det er svært at overstige 300Wh/kg.

Anden halvleg kortspil er startet

Et ubestrideligt faktum er, at den, der først kan bryde igennem den tekniske flaskehals, vil kunne gribe chancen i anden halvleg.

Allerede i december 2019 udgav ministeriet for industri og informationsteknologi “New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)”, som omfattede acceleration af F&U og industrialisering af solid-state power batteriteknologi som en “New Energy Vehicle Core” Teknologiforskningsprojekt”. Fremme solid state-batteriet til det nationale strategiske niveau.

I de senere år er almindelige bilvirksomheder i ind- og udland, såsom Toyota, Nissan Renault, GM, BAIC og SAIC, begyndt at optrappe F&U og industrialiseringen af ​​solid-state batterier. Samtidig er batterivirksomheder som Tsingtao Energy, LG Chem og Massachusetts Solid Energy også begyndt. Forberedelserne til opførelsen af ​​solid-state batterifabrikker, herunder solid-state batteri produktionslinjer, der allerede er sat i drift.

Sammenlignet med traditionelle lithium-batterier har solid-state-batterier mange fordele, såsom højere energitæthed, bedre sikkerhed og mindre størrelse, og anses af industrien for at være udviklingsretningen for strømbatterier.

I modsætning til lithiumbatterier, der bruger elektrolytter som elektrolytter, bruger solid-state batteriteknologi faste glasforbindelser lavet af lithium og natrium som ledende materialer. Da det faste ledende materiale ikke har fluiditet, er problemet med lithiumdendritter naturligt løst, og den mellemliggende membran og grafitanodematerialet kan fjernes for at sikre stabilitet, hvilket sparer meget plads. På denne måde kan andelen af ​​elektrodematerialer øges så meget som muligt i batteriets begrænsede plads og derved øge energitætheden. I teorien kan solid-state batterier sagtens opnå en energitæthed på mere end 300Wh/kg. Denne gang hævder Weilai, at de solid-state batterier, den bruger, har opnået en ultrahøj energitæthed på 360Wh/kg.

Ovennævnte industriinsidere mener også, at dette batteri vil være et vigtigt skridt mod fremtidens elektrificering. Energitætheden for solid-state batterier forventes at nå to til tre gange større end de nuværende lithium-ion batterier og vil være lettere, længere levetid og sikrere end nuværende batterier.

Sikkerhed har altid været en skygge over strømbatteriindustrien.

I 2020 implementerede mit land i alt 199 biltilbagekaldelser, der involverede 6,682,300 køretøjer, hvoraf 31 nye energikøretøjer blev tilbagekaldt. Ved genbrug af nye energikøretøjer kan strømbatteriet have potentielle sikkerhedsrisici, såsom termisk løb og selvantændelse. Det er stadig genbrug af nye energikøretøjer. hovedårsagen. I modsætning hertil er den største egenskab ved faste elektrolytter, at de ikke er lette at brænde, og derved forbedrer sikkerheden i nye energikøretøjer fundamentalt.

Toyota kom meget tidligt ind på området for solid-state batterier. Siden 2004 har Toyota udviklet hel-solid-state-batterier og har akkumuleret førstehånds solid-state-batteriteknologi. I maj 2019 udstillede Toyota prøver af sit hel-solid-state batteri, der er i prøveproduktionsstadiet. Ifølge Toyotas plan planlægger man at øge energitætheden af ​​solid state-batterier til mere end det dobbelte af energitætheden af ​​eksisterende lithium-batterier i 2025, hvilket forventes at nå 450Wh/kg. På det tidspunkt vil elektriske køretøjer udstyret med solid-state-batterier have en betydelig stigning i krydstogtrækkevidden, som kan sammenlignes med nuværende brændstofkøretøjer.

Samtidig annoncerede BAIC New Energy også færdiggørelsen af ​​idriftsættelsen af ​​det første rene elektriske prototype køretøj udstyret med et solid-state batterisystem. I begyndelsen af ​​2020 annoncerede BAIC New Energy “2029-planen”, som omfatter konstruktionen af ​​et diversificeret energisystem med et “tre-i-en” energidrivsystem af lithium-ion-batterier, solid-state-batterier og brændstof celler.

Til denne kommende hårde kamp har Ningde-æraen også lavet et tilsvarende layout.

I maj 2020 afslørede Zeng Yuqun, formand for CATL, at ægte solid state-batterier har brug for lithiummetal som den negative elektrode for at øge energitætheden. CATL fortsætter med at investere i banebrydende forskning og produkt-F&U i solid-state-batterier og andre teknologier.

Inden for strømbatterier er en jamming-kamp baseret på solid-state-batterier naturligvis stille og roligt skudt i gang, og det teknologiske lederskab baseret på solid-state-batterier vil blive et vandskel inden for strømbatterier.

Solid-state batterier står stadig i lænker

Ifølge SNEResearchds beregninger forventes mit lands solid-state batterimarked at nå 3 milliarder yuan i 2025 og 20 milliarder yuan i 2030.

På trods af den enorme markedsplads er der to store problemer, som solid-state batterier står over for, teknologi og omkostninger. På nuværende tidspunkt er der tre hovedmaterialesystemer til faste elektrolytter i faststofbatterier i verden, nemlig polymer-helfaste, oxid-helfaste og sulfid-helfaste elektrolytter. Solid-state-batteriet nævnt af Weilai er faktisk et semi-solid batteri, det vil sige flydende elektrolyt og blanding af oxid faste elektrolytter.

Fra perspektivet af masseproduktionsmuligheder kan solid state-batterier faktisk løse de nuværende sikkerhedsproblemer for flydende batterier. Men fordi ledningsevnen af ​​de to første materialesystemer er et teoretisk problem snarere end et procesproblem, kræver det stadig en vis mængde F&U-investeringer for at løse det. Derudover kan “produktionsfarerne” ved sulfidsystemet ikke effektivt håndteres midlertidigt. Og omkostningsproblemet er større.

Vejen til industrialiseringen af ​​solid-state batterier er stadig ofte blokeret. Hvis du virkelig vil nyde energitæthedsbonussen ved solid-state batterier, skal du udskifte lithiummetalets negative elektrodesystem med højere energitæthed. Dette kan opnås gennem sikkerheden ved solid-state batterier, og batteriets energitæthed kan nå over 500Wh/kg. Men denne vanskelighed er stadig meget stor. Forskning og udvikling af solid-state batterier er stadig i laboratoriets videnskabelige eksperimentstadium, som er langt fra industrialiseringen.

Et eksempel, der kan nævnes, er, at Nezha Motors i marts 2020 udgav en ny model af Nezha U udstyret med solid-state batterier. Ifølge Nezha Motors planlægger Nezha U at rapportere til ministeriet for industri og informationsteknologi i oktober sidste år. Der produceres 500 sæt. Men lige nu mangler der stadig 500 Nezha solid-state batteribiler.

Men selvom solid-state-batterier har moden teknologi, skal masseproduktion stadig løse omkostningskonkurrencen med flydende lithium-batterier. Li Bin sagde også, at vanskeligheden ved masseproduktion af solid state-batterier er, at omkostningerne er for høje, og omkostningsproblemet er kommercialiseringen af ​​solid-state batteriteknologi. Den største udfordring.

Dybest set er krydstogtsrækkevidden og brugsomkostningerne (omkostningerne for hele køretøjet og udskiftningsbatteriet) stadig de svage led i elektriske køretøjer, og succesen med enhver ny teknologi skal løse disse to store problemer på samme tid. Ifølge beregninger er de samlede omkostninger for et solid-state batteri, der også bruger en negativ grafitelektrode, 158.8$/kWh, hvilket er 34 % højere end de samlede omkostninger for et flydende batteri på 118.7$/kWh.

Generelt er solid-state batterier stadig i en overgangsfase, og tekniske og omkostningsmæssige problemer skal løses omgående. Ikke desto mindre, for strømbatteriindustrien, er solid-state batterier stadig det højeste niveau i anden halvdel af spillet.

En ny omgang batteriteknologirevolution er på vej, og ingen ønsker at komme bagud i anden halvdel af kampen.