Στις 9 Ιανουαρίου, στην «2020NIODday» που πραγματοποιήθηκε από την Weilai, εκτός από το επίσημο ντεμπούτο της ET7, η οποία είναι γνωστή ως η «σήμερα πιο προηγμένη τεχνολογία ενσωμάτωσης», ανακοινώθηκε επίσης ότι το Weilai ET7 είναι εξοπλισμένο με μπαταρίες στερεάς κατάστασης θα είναι το τέταρτο τρίμηνο του 2022. Στην αγορά, η ενεργειακή του πυκνότητα φτάνει τις 360 Wh/kg και με μπαταρίες στερεάς κατάστασης, η χιλιομετρική απόσταση του Weilai ET7 μπορεί να φτάσει περισσότερα από 1,000 χιλιόμετρα με μία μόνο φόρτιση.

Ωστόσο, ο Li Bin, ο ιδρυτής της Weilai, έμεινε σιωπηλός για τον προμηθευτή μπαταριών στερεάς κατάστασης, λέγοντας μόνο ότι η Weilai Automobile έχει πολύ στενή σχέση συνεργασίας με προμηθευτές μπαταριών στερεάς κατάστασης και είναι σίγουρα η κορυφαία εταιρεία του κλάδου. Με βάση τα λόγια του Li Bin, ο έξω κόσμος υποπτεύεται ότι αυτός ο προμηθευτής μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι πιθανό να βρίσκεται στην εποχή του Ningde.

Αλλά ανεξάρτητα από το ποιος είναι ο προμηθευτής μπαταριών στερεάς κατάστασης της NIO, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι η καλύτερη λύση σε πολλά προβλήματα στην ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων και αποτελούν επίσης μια σημαντική κατεύθυνση ανάπτυξης στη βιομηχανία μπαταριών ισχύος.

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.”

Μπαταρία ισχύος σε όλο τον κόσμο

Η θέρμανση και η ψύξη της βιομηχανίας μπαταριών ισχύος είναι αδιαχώριστες από τη νέα ενεργειακή αυτοκινητοβιομηχανία και με τη σταδιακή ανάκαμψη της αγοράς νέων ενεργειακών αυτοκινήτων, ο ανταγωνισμός στη βιομηχανία μπαταριών ισχύος γίνεται όλο και πιο έντονος.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η μπαταρία ισχύος είναι γνωστή ως η «καρδιά» των οχημάτων νέας ενέργειας, αντιπροσωπεύοντας το 30% έως 40% του κόστους του οχήματος. Για το λόγο αυτό, η βιομηχανία μπαταριών ισχύος θεωρήθηκε κάποτε ένα σημείο ανακάλυψης στην επόμενη εποχή της αυτοκινητοβιομηχανίας. Ωστόσο, με την ψύξη των πολιτικών και την επιστροφή ξένων εμπορικών σημάτων, η βιομηχανία μπαταριών ισχύος αντιμετωπίζει επίσης τις ίδιες σοβαρές προκλήσεις με τη βιομηχανία αυτοκινήτων νέας ενέργειας.

Η εποχή του Ningde ήταν η πρώτη που αντιμετώπισε σοβαρές προκλήσεις.

Στις 13 Ιανουαρίου, ο οργανισμός έρευνας αγοράς SNEResearch της Νότιας Κορέας ανακοίνωσε σχετικά στοιχεία για την παγκόσμια αγορά μπαταριών ισχύος το 2020. Τα δεδομένα δείχνουν ότι το 2020, η παγκόσμια εγκατεστημένη χωρητικότητα των μπαταριών ισχύος στα ηλεκτρικά οχήματα θα φτάσει τις 137 GWh, μια αύξηση από έτος σε έτος 17%, εκ των οποίων η CATL κέρδισε το πρωτάθλημα για τέταρτη συνεχή χρονιά και η ετήσια εγκατεστημένη ισχύς έφτασε τις 34 GWh, σημειώνοντας αύξηση 2% από έτος σε έτος.

Για τις εταιρείες μπαταριών ισχύος, η εγκατεστημένη ισχύς καθορίζει τη θέση τους στην αγορά. Αν και η εγκατεστημένη ισχύς του CATL εξακολουθεί να διατηρεί ένα πλεονέκτημα, από την προοπτική της αύξησης της παγκόσμιας ανάπτυξης των επιχειρήσεων, η εγκατεστημένη δυναμικότητα του CATL είναι πολύ χαμηλότερη από τον παγκόσμιο ρυθμό ανάπτυξης. Αναμφίβολα, οι ιαπωνικές και κορεατικές εταιρείες μπαταριών ισχύος που εκπροσωπούνται από την LG Chem, την Panasonic και την SKI επεκτείνονται με ταχείς ρυθμούς.

Δεδομένου ότι η νέα πολιτική επιδότησης ενεργειακών οχημάτων εισήχθη επίσημα το 2013, η βιομηχανία μπαταριών ισχύος, η οποία συνδέεται στενά με τη βιομηχανία νέων ενεργειακών οχημάτων, εγκαινίασε κάποτε ταχεία ανάπτυξη.

Μετά το 2015, το Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής εξέδωσε έγγραφα πολιτικής όπως «Πρότυπα και πρότυπα βιομηχανίας μπαταριών αυτοκινήτου» και «Κατάλογος κατασκευαστών μπαταριών ισχύος». Ιαπωνικές και Νοτιοκορεατικές εταιρείες μπαταριών «απελαύνθηκαν» και η ανάπτυξη της εγχώριας βιομηχανίας μπαταριών ισχύος έφτασε στο αποκορύφωμά της.

Ωστόσο, τον Ιούνιο του 2019, με αυστηρότερες πολιτικές, υψηλότερα όρια και αλλαγές στις διαδρομές, ένας μεγάλος αριθμός εταιρειών μπαταριών ηλεκτρικού ρεύματος γνώρισε μια περίοδο αγώνων και τελικά εξαφανίστηκε. Μέχρι το 2020, ο αριθμός των εγχώριων εταιρειών μπαταριών ισχύος έχει μειωθεί σε περισσότερες από 20.

Ταυτόχρονα, οι εταιρείες μπαταριών που έχουν επενδύσει στο εξωτερικό είναι έτοιμες εδώ και καιρό να μετακινήσουν το λίπος στην κινεζική αγορά. Από το 2018, ιαπωνικές και κορεατικές εταιρείες μπαταριών όπως η Samsung SDI, η LG Chem, η SKI κ.λπ. έχουν αρχίσει να επιταχύνουν την «αντεπίθεση» της κινεζικής αγοράς και να επεκτείνουν την ικανότητα παραγωγής μπαταριών ισχύος. Μεταξύ αυτών, τα εργοστάσια μπαταριών ισχύος της Samsung SDI και της LG Chem έχουν ολοκληρωθεί και τεθούν σε παραγωγή. Η εγχώρια αγορά μπαταριών ισχύος Παρουσιάζοντας το μοτίβο «Three Kingdoms Killing» της Κίνας, της Ιαπωνίας και της Νότιας Κορέας.

Το πιο επιθετικό είναι το LG Chem. Δεδομένου ότι η σειρά Model 3 που παράγεται από το Shanghai Gigafactory της Tesla χρησιμοποιεί μπαταρίες LG Chem, όχι μόνο έχει οδηγήσει στην ταχεία ανάπτυξη της LG Chem, αλλά έχει μπλοκάρει και την εποχή Ningde. Το πρώτο τρίμηνο του 2020, η LG Chem, η οποία αρχικά κατετάγη τρίτη, ξεπέρασε την εποχή του Ningde με μια πτώση και έγινε η μεγαλύτερη εταιρεία μπαταριών ενέργειας στον κόσμο με μερίδιο αγοράς.

Την ίδια στιγμή, η BYD εξαπέλυσε επίσης επίθεση.

Τον Μάρτιο του 2020, η BYD κυκλοφόρησε μπαταρίες blade και άρχισε να τις προμηθεύει σε τρίτες εταιρείες αυτοκινήτων. Ο Wang Chuanfu είπε, «Σύμφωνα με τη μεγάλη στρατηγική του πλήρους ανοίγματος, η ανεξάρτητη διάσπαση της BYD Battery έχει τεθεί στην ημερήσια διάταξη και αναμένεται να πραγματοποιήσει μια δημόσια εγγραφή γύρω στο 2022».

Στην πραγματικότητα, οι μπαταρίες blade αφορούν περισσότερο τις βελτιώσεις στην τεχνολογία παραγωγής και επεξεργασίας μπαταριών, και χωρίς πρωτοποριακές καινοτομίες στα υλικά και την τεχνολογία. Προς το παρόν, η τριμερής μπαταρία λιθίου και η μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου που χρησιμοποιούνται συνήθως στα ηλεκτρικά οχήματα είναι και οι δύο μπαταρίες ιόντων λιθίου και η μπαταρία λιθίου με την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα είναι 260 Wh/kg. Η βιομηχανία πιστεύει γενικά ότι η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι κοντά στο όριο. Είναι δύσκολο να ξεπεράσεις τις 300 Wh/kg.

Το δεύτερο ημίχρονο παιχνίδι με κάρτες ξεκίνησε

Ένα αδιαμφισβήτητο γεγονός είναι ότι όποιος μπορέσει να ξεπεράσει πρώτος το τεχνικό στενό θα μπορέσει να αρπάξει την ευκαιρία στο δεύτερο ημίχρονο.

Ήδη από τον Δεκέμβριο του 2019, το Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής κυκλοφόρησε το «Σχέδιο Ανάπτυξης Νέας Ενεργειακής Βιομηχανίας Οχημάτων (2021-2035)», το οποίο περιελάμβανε την επιτάχυνση της Ε&Α και την εκβιομηχάνιση της τεχνολογίας μπαταριών στερεάς κατάστασης ως «Πυρήνας Οχημάτων Νέας Ενέργειας». Έργο Τεχνολογικής Έρευνας». Προώθηση της μπαταρίας στερεάς κατάστασης σε εθνικό στρατηγικό επίπεδο.

Τα τελευταία χρόνια, οι κύριες αυτοκινητοβιομηχανίες στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, όπως η Toyota, η Nissan Renault, η GM, η BAIC και η SAIC, έχουν αρχίσει να εντείνουν την Ε&Α και την εκβιομηχάνιση των μπαταριών στερεάς κατάστασης. Ταυτόχρονα, εταιρείες μπαταριών όπως η Tsingtao Energy, η LG Chem και η Massachusetts Solid Energy Preparations έχουν ξεκινήσει επίσης για την κατασκευή εργοστασίων μπαταριών στερεάς κατάστασης, συμπεριλαμβανομένων γραμμών παραγωγής μπαταριών στερεάς κατάστασης που έχουν ήδη τεθεί σε λειτουργία.

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης έχουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, καλύτερη ασφάλεια και μικρότερο μέγεθος, και θεωρούνται από τη βιομηχανία ως η κατεύθυνση ανάπτυξης των μπαταριών ισχύος.

Σε αντίθεση με τις μπαταρίες λιθίου που χρησιμοποιούν ηλεκτρολύτες ως ηλεκτρολύτες, η τεχνολογία μπαταριών στερεάς κατάστασης χρησιμοποιεί ενώσεις στερεού γυαλιού από λίθιο και νάτριο ως αγώγιμα υλικά. Δεδομένου ότι το στερεό αγώγιμο υλικό δεν έχει ρευστότητα, το πρόβλημα των δενδριτών λιθίου λύνεται φυσικά και το ενδιάμεσο διάφραγμα και το υλικό ανόδου γραφίτη για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα μπορούν να αφαιρεθούν, εξοικονομώντας πολύ χώρο. Με αυτόν τον τρόπο, η αναλογία των υλικών των ηλεκτροδίων μπορεί να αυξηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο στον περιορισμένο χώρο της μπαταρίας, αυξάνοντας έτσι την ενεργειακή πυκνότητα. Θεωρητικά, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν εύκολα να επιτύχουν πυκνότητα ενέργειας μεγαλύτερη από 300 Wh/kg. Αυτή τη φορά η Weilai ισχυρίζεται ότι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης που χρησιμοποιεί έχουν επιτύχει εξαιρετικά υψηλή ενεργειακή πυκνότητα 360 Wh/kg.

Οι προαναφερθέντες γνώστες της βιομηχανίας πιστεύουν επίσης ότι αυτή η μπαταρία θα είναι ένα σημαντικό βήμα προς το μέλλον της ηλεκτροκίνησης. Η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών στερεάς κατάστασης αναμένεται να φτάσει δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη από αυτή των σημερινών μπαταριών ιόντων λιθίου και θα είναι ελαφρύτερη, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και ασφαλέστερη από τις τρέχουσες μπαταρίες.

Η ασφάλεια ήταν πάντα μια σκιά στον κλάδο των μπαταριών ισχύος.

Το 2020, η χώρα μου πραγματοποίησε συνολικά 199 ανακλήσεις αυτοκινήτων, στις οποίες συμμετείχαν 6,682,300 οχήματα, εκ των οποίων 31 νέα ενεργειακά οχήματα ανακλήθηκαν. Κατά την ανακύκλωση οχημάτων νέας ενέργειας, η μπαταρία ισχύος μπορεί να έχει πιθανούς κινδύνους για την ασφάλεια, όπως θερμική διαφυγή και αυθόρμητη καύση. Είναι ακόμα η ανακύκλωση οχημάτων νέας ενέργειας. κύριος λόγος. Αντίθετα, το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό των στερεών ηλεκτρολυτών είναι ότι δεν καίγονται εύκολα, βελτιώνοντας έτσι θεμελιωδώς την ασφάλεια των οχημάτων νέας ενέργειας.

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.

Ταυτόχρονα, η BAIC New Energy ανακοίνωσε επίσης την ολοκλήρωση της θέσης σε λειτουργία του πρώτου αμιγώς ηλεκτρικού πρωτότυπου οχήματος εξοπλισμένου με σύστημα μπαταρίας στερεάς κατάστασης. Στις αρχές του 2020, η BAIC New Energy ανακοίνωσε το «Σχέδιο 2029», το οποίο περιλαμβάνει την κατασκευή ενός διαφοροποιημένου ενεργειακού συστήματος με σύστημα ενεργειακής κίνησης «τρία σε ένα» από μπαταρίες ιόντων λιθίου, μπαταρίες στερεάς κατάστασης και καύσιμο κύτταρα.

Για αυτήν την επερχόμενη σκληρή μάχη, η εποχή Ningde έχει κάνει επίσης μια αντίστοιχη διάταξη.

Τον Μάιο του 2020, ο Zeng Yuqun, πρόεδρος της CATL, αποκάλυψε ότι οι πραγματικές μπαταρίες στερεάς κατάστασης χρειάζονται μέταλλο λιθίου ως αρνητικό ηλεκτρόδιο για να αυξήσουν την ενεργειακή πυκνότητα. Η CATL συνεχίζει να επενδύει στην έρευνα αιχμής και στην Ε&Α προϊόντων σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης και άλλες τεχνολογίες.

Προφανώς, στον τομέα των μπαταριών ισχύος, μια μάχη εμπλοκής που βασίζεται σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης έχει ξεκινήσει αθόρυβα και η τεχνολογική ηγεσία που βασίζεται στις μπαταρίες στερεάς κατάστασης θα γίνει ορόσημο στον τομέα των μπαταριών ισχύος.

Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν δεσμά

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του SNEResearchd, ο χώρος της αγοράς μπαταριών στερεάς κατάστασης της χώρας μου αναμένεται να φτάσει τα 3 δισεκατομμύρια γιουάν το 2025 και τα 20 δισεκατομμύρια γιουάν το 2030.

Παρά τον τεράστιο χώρο της αγοράς, υπάρχουν δύο μεγάλα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, η τεχνολογία και το κόστος. Επί του παρόντος, υπάρχουν τρία κύρια συστήματα υλικών για στερεούς ηλεκτρολύτες σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης στον κόσμο, συγκεκριμένα πολυμερή ολοστερεά, οξείδια ολοστερεά και θειούχα ολοστερεά ηλεκτρολύτες. Η μπαταρία στερεάς κατάστασης που αναφέρει ο Weilai είναι στην πραγματικότητα μια ημι-στερεή μπαταρία, δηλαδή υγρός ηλεκτρολύτης και ανάμειξη στερεών ηλεκτρολυτών οξειδίου.

Από την άποψη των δυνατοτήτων μαζικής παραγωγής, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν πράγματι να λύσουν τα τρέχοντα ζητήματα ασφάλειας των μπαταριών υγρών. Ωστόσο, επειδή η αγωγιμότητα των δύο πρώτων συστημάτων υλικών είναι ένα θεωρητικό πρόβλημα και όχι ένα πρόβλημα διαδικασίας, εξακολουθεί να χρειάζεται ένα ορισμένο ποσό επένδυσης Ε&Α για την επίλυσή του. Επιπλέον, οι «κινδύνοι παραγωγής» του συστήματος σουλφιδίου δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά προσωρινά. Και το πρόβλημα κόστους είναι μεγαλύτερο.

Ο δρόμος προς την εκβιομηχάνιση των μπαταριών στερεάς κατάστασης εξακολουθεί να παρεμποδίζεται συχνά. Εάν θέλετε να απολαύσετε πραγματικά το μπόνους ενεργειακής πυκνότητας των μπαταριών στερεάς κατάστασης, πρέπει να αντικαταστήσετε το σύστημα αρνητικών ηλεκτροδίων μετάλλου λιθίου με υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω της ασφάλειας των μπαταριών στερεάς κατάστασης και η πυκνότητα ενέργειας της μπαταρίας μπορεί να φτάσει πάνω από 500 Wh/kg. Αλλά αυτή η δυσκολία εξακολουθεί να είναι πολύ μεγάλη. Η έρευνα και η ανάπτυξη μπαταριών στερεάς κατάστασης βρίσκεται ακόμη στο στάδιο του εργαστηριακού επιστημονικού πειράματος, το οποίο απέχει πολύ από την εκβιομηχάνιση.

Ένα παράδειγμα που μπορεί να αναφερθεί είναι ότι τον Μάρτιο του 2020, η Nezha Motors κυκλοφόρησε ένα νέο μοντέλο Nezha U εξοπλισμένο με μπαταρίες στερεάς κατάστασης. Σύμφωνα με τη Nezha Motors, η Nezha U σχεδιάζει να αναφερθεί στο Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής τον περασμένο Οκτώβριο. Παράγονται 500 σετ. Ωστόσο, μέχρι στιγμής, 500 αυτοκίνητα με μπαταρία στερεάς κατάστασης Nezha εξακολουθούν να λείπουν.

Ωστόσο, ακόμα κι αν οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης διαθέτουν ώριμη τεχνολογία, η μαζική παραγωγή πρέπει να λύσει τον ανταγωνισμό κόστους με τις μπαταρίες υγρού λιθίου. Ο Li Bin είπε επίσης ότι η δυσκολία της μαζικής παραγωγής μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι ότι το κόστος είναι πολύ υψηλό και το πρόβλημα κόστους είναι η εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας μπαταριών στερεάς κατάστασης. Η μεγαλύτερη πρόκληση.

Ουσιαστικά, η αυτονομία πλεύσης και το κόστος χρήσης (το κόστος ολόκληρου του οχήματος και η μπαταρία αντικατάστασης) εξακολουθούν να είναι οι αδύναμοι κρίκοι των ηλεκτρικών οχημάτων και η επιτυχία οποιασδήποτε νέας τεχνολογίας πρέπει να λύσει αυτά τα δύο μεγάλα προβλήματα ταυτόχρονα. Σύμφωνα με υπολογισμούς, το συνολικό κόστος μιας μπαταρίας στερεάς κατάστασης που χρησιμοποιεί επίσης αρνητικό ηλεκτρόδιο γραφίτη είναι 158.8 $/kWh, που είναι 34% υψηλότερο από το συνολικό κόστος μιας μπαταρίας υγρού 118.7 $/kWh.

Συνολικά, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης βρίσκονται ακόμη σε μεταβατικό στάδιο και τα τεχνικά προβλήματα και τα προβλήματα κόστους πρέπει να επιλυθούν επειγόντως. Ωστόσο, για τη βιομηχανία μπαταριών ισχύος, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης εξακολουθούν να είναι το υψηλό επίπεδο στο δεύτερο μισό του παιχνιδιού.

Ένας νέος γύρος επανάστασης στην τεχνολογία των μπαταριών έρχεται και κανείς δεν θέλει να μείνει πίσω στο δεύτερο μισό της μάχης.