El 9 de enero, en el “2020NIODay” realizado por Weilai, además del debut oficial del ET7, que se conoce como la “integración tecnológica más avanzada actualmente”, también se anunció que el Weilai ET7 equipado con baterías de estado sólido será en el cuarto trimestre de 2022. En el mercado, su densidad energética alcanza los 360Wh / kg, y con baterías de estado sólido, el kilometraje del Weilai ET7 puede alcanzar más de 1,000 kilómetros con una sola carga.

Sin embargo, Li Bin, el fundador de Weilai, guardó silencio sobre el proveedor de baterías de estado sólido y solo dijo que Weilai Automobile tiene una relación de cooperación muy estrecha con los proveedores de baterías de estado sólido y es definitivamente la empresa líder de la industria. Según las palabras de Li Bin, el mundo exterior sospecha que es probable que este proveedor de baterías de estado sólido se encuentre en la era Ningde.

Pero no importa quién sea el proveedor de baterías de estado sólido de NIO, las baterías de estado sólido son la mejor solución para muchos problemas en el desarrollo de vehículos de nueva energía, y también son una dirección de desarrollo importante en la industria de las baterías de energía.

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.”

Energía de la batería en todo el mundo

El calentamiento y enfriamiento de la industria de las baterías de energía son inseparables de la industria del automóvil de nueva energía, y con la recuperación gradual del mercado de automóviles de nueva energía, la competencia en la industria de las baterías de energía se ha vuelto cada vez más feroz.

Cabe mencionar que la batería de potencia es conocida como el “corazón” de los vehículos de nueva energía, representando del 30% al 40% del costo del vehículo. Por esta razón, la industria de las baterías eléctricas se consideró una vez un punto de avance en la próxima era de la industria automotriz. Sin embargo, con el enfriamiento de las políticas y el regreso de las marcas extranjeras, la industria de las baterías de energía también enfrenta los mismos desafíos severos que la industria del automóvil de nueva energía.

La era Ningde fue la primera en enfrentarse a graves desafíos.

El 13 de enero, la organización de investigación de mercado de Corea del Sur SNEResearch anunció datos relevantes sobre el mercado mundial de baterías de energía en 2020. Los datos muestran que en 2020, la capacidad instalada global de baterías de energía en vehículos eléctricos alcanzará 137GWh, un aumento interanual de 17%, de los cuales CATL ganó el campeonato por cuarto año consecutivo, y la capacidad instalada anual alcanzó los 34GWh, un aumento interanual del 2%.

Para las empresas de baterías de energía, la capacidad instalada determina su posición en el mercado. Si bien la capacidad instalada del CATL aún mantiene una ventaja, desde la perspectiva del aumento del crecimiento empresarial global, la capacidad instalada del CATL es muy inferior a la tasa de crecimiento global. Sin duda, las empresas japonesas y coreanas de baterías eléctricas representadas por LG Chem, Panasonic y SKI se están expandiendo rápidamente.

Desde que se introdujo oficialmente la política de subvenciones a los vehículos de nueva energía en 2013, la industria de las baterías eléctricas, que está estrechamente relacionada con la industria de los vehículos de nueva energía, una vez marcó el comienzo de un rápido desarrollo.

Después de 2015, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información emitió documentos de política como “Estándares y normas de la industria de baterías de energía para automóviles” y “Directorio de fabricantes de baterías de energía”. Las empresas de baterías de energía de Japón y Corea del Sur fueron “expulsadas” y el desarrollo de la industria de baterías de energía nacional alcanzó su punto máximo.

Sin embargo, en junio de 2019, con políticas más estrictas, umbrales más altos y cambios en las rutas, una gran cantidad de compañías de baterías de energía experimentaron un período de lucha y finalmente desaparecieron. Para 2020, el número de empresas nacionales de baterías de energía se ha reducido a más de 20.

Al mismo tiempo, las empresas de baterías de energía con inversión extranjera han estado preparadas durante mucho tiempo para mover la grasa en el mercado chino. Desde 2018, las empresas japonesas y coreanas de baterías de energía como Samsung SDI, LG Chem, SKI, etc. han comenzado a acelerar el “contraataque” del mercado chino y ampliar la capacidad de producción de baterías de energía. Entre ellos, se han completado y puesto en producción las fábricas de baterías de potencia de Samsung SDI y LG Chem. El mercado de baterías de energía doméstica Presentando el patrón “Tres reinos matando” de China, Japón y Corea del Sur.

El más agresivo es LG Chem. Dado que la serie Model 3 producida por la Gigafactory de Shanghái de Tesla utiliza baterías LG Chem, no solo ha impulsado el rápido crecimiento de LG Chem, sino que también ha bloqueado la era Ningde. En el primer trimestre de 2020, LG Chem, que originalmente ocupó el tercer lugar, superó la era de Ningde de una sola vez y se convirtió en la compañía de baterías de energía más grande del mundo con participación de mercado.

Al mismo tiempo, BYD también lanzó una ofensiva.

En marzo de 2020, BYD lanzó baterías blade y comenzó a suministrarlas a compañías automotrices de terceros. Wang Chuanfu dijo: “Bajo la gran estrategia de apertura total, la división independiente de BYD Battery se ha incluido en la agenda y se espera que realice una OPI alrededor de 2022”.

De hecho, las baterías de hoja tienen más que ver con mejoras en la tecnología de producción y procesamiento de baterías, y no con innovaciones revolucionarias en materiales y tecnología. En la actualidad, la batería ternaria de litio y la batería de fosfato de hierro y litio que se utilizan comúnmente en los vehículos eléctricos son ambas baterías de iones de litio, y la batería de litio con la densidad de energía más alta es de 260 Wh / kg. La industria generalmente cree que la densidad de energía de las baterías de iones de litio está cerca del límite. Es difícil superar los 300Wh / kg.

El juego de cartas de la segunda mitad ha comenzado

Un hecho innegable es que quien pueda romper el cuello de botella técnico primero podrá aprovechar la oportunidad en la segunda mitad.

Ya en diciembre de 2019, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información publicó el “Plan de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía (2021-2035)”, que incluía acelerar la I + D y la industrialización de la tecnología de baterías de energía de estado sólido como un “Núcleo de vehículos de nueva energía Proyecto de Investigación Tecnológica ”. Promover la batería de estado sólido a nivel estratégico nacional.

En los últimos años, las principales empresas de automóviles nacionales y extranjeras, como Toyota, Nissan Renault, GM, BAIC y SAIC, han comenzado a intensificar la I + D y la industrialización de las baterías de estado sólido. Al mismo tiempo, también han comenzado empresas de baterías como Tsingtao Energy, LG Chem y Massachusetts Solid Energy Preparations para la construcción de fábricas de baterías de estado sólido, incluidas las líneas de producción de baterías de estado sólido que ya se han puesto en funcionamiento.

En comparación con las baterías de litio tradicionales, las baterías de estado sólido tienen muchas ventajas, como una mayor densidad de energía, una mayor seguridad y un tamaño más pequeño, y la industria las considera la dirección de desarrollo de las baterías eléctricas.

A diferencia de las baterías de litio que usan electrolitos como electrolitos, la tecnología de baterías de estado sólido usa compuestos de vidrio sólidos hechos de litio y sodio como materiales conductores. Dado que el material conductor sólido no tiene fluidez, el problema de las dendritas de litio se resuelve naturalmente, y el diafragma intermedio y el material del ánodo de grafito para garantizar la estabilidad se pueden quitar, ahorrando mucho espacio. De esta forma, la proporción de materiales de los electrodos se puede incrementar tanto como sea posible en el espacio limitado de la batería, aumentando así la densidad de energía. En teoría, las baterías de estado sólido pueden alcanzar fácilmente una densidad de energía de más de 300Wh / kg. Esta vez Weilai afirma que las baterías de estado sólido que utiliza han alcanzado una densidad de energía ultra alta de 360Wh / kg.

Los expertos de la industria mencionados anteriormente también creen que esta batería será un paso importante hacia el futuro de la electrificación. Se espera que la densidad de energía de las baterías de estado sólido alcance de dos a tres veces la de las baterías de iones de litio actuales, y será más liviana, de mayor duración y más segura que las baterías actuales.

La seguridad siempre ha sido una sombra sobre la industria de las baterías eléctricas.

En 2020, mi país implementó un total de 199 retiradas de automóviles, en las que participaron 6,682,300 vehículos, de los cuales 31 vehículos de nueva energía fueron retirados del mercado. En el reciclaje de vehículos de nueva energía, la batería de potencia puede tener peligros potenciales para la seguridad, como fugas térmicas y combustión espontánea. Sigue siendo el reciclaje de vehículos de nueva energía. razón principal. Por el contrario, la característica más importante de los electrolitos sólidos es que no son fáciles de quemar, lo que mejora fundamentalmente la seguridad de los vehículos de nueva energía.

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.

Al mismo tiempo, BAIC New Energy también anunció la finalización de la puesta en servicio del primer prototipo de vehículo eléctrico puro equipado con un sistema de batería de estado sólido. A principios de 2020, BAIC New Energy anunció el “Plan 2029”, que incluye la construcción de un sistema energético diversificado con un sistema de impulsión de energía “tres en uno” de baterías de iones de litio, baterías de estado sólido y combustible. células.

Para esta próxima batalla feroz, la era Ningde también ha hecho un diseño correspondiente.

En mayo de 2020, Zeng Yuqun, presidente de CATL, reveló que las verdaderas baterías de estado sólido necesitan metal de litio como electrodo negativo para aumentar la densidad de energía. CATL continúa invirtiendo en investigación de vanguardia e I + D de productos en baterías de estado sólido y otras tecnologías.

Obviamente, en el campo de las baterías eléctricas, se ha iniciado silenciosamente una batalla de interferencias basada en baterías de estado sólido, y el liderazgo tecnológico basado en baterías de estado sólido se convertirá en un punto de inflexión en el campo de las baterías eléctricas.

Las baterías de estado sólido aún enfrentan grilletes

Según los cálculos de SNEResearchd, se espera que el mercado de baterías de estado sólido de mi país alcance los 3 millones de yuanes en 2025 y los 20 millones de yuanes en 2030.

A pesar del enorme espacio de mercado, existen dos problemas importantes a los que se enfrentan las baterías de estado sólido, la tecnología y el costo. En la actualidad, existen tres sistemas de materiales principales para electrolitos sólidos en baterías de estado sólido en el mundo, a saber, electrolitos totalmente sólidos de polímero, totalmente sólidos de óxido y totalmente sólidos de sulfuro. La batería de estado sólido mencionada por Weilai es en realidad una batería semisólida, es decir, electrolito líquido y mezcla de electrolitos sólidos de óxido.

Desde la perspectiva de las posibilidades de producción en masa, las baterías de estado sólido pueden resolver los problemas de seguridad actuales de las baterías líquidas. Sin embargo, debido a que la conductividad de los dos primeros sistemas de materiales es un problema teórico más que un problema de proceso, todavía se necesita una cierta cantidad de inversión en I + D para resolverlo. Además, los “peligros de producción” del sistema de sulfuros no se pueden abordar de manera eficaz de forma temporal. Y el problema de los costes es mayor.

El camino hacia la industrialización de las baterías de estado sólido todavía se ve obstaculizado con frecuencia. Si realmente desea disfrutar de la ventaja de la densidad de energía de las baterías de estado sólido, debe reemplazar el sistema de electrodo negativo de metal de litio con una mayor densidad de energía. Esto se puede lograr mediante la seguridad de las baterías de estado sólido, y la densidad de energía de la batería puede alcanzar más de 500Wh / kg. Pero esta dificultad sigue siendo muy grande. La investigación y el desarrollo de baterías de estado sólido aún se encuentra en la etapa de experimentación científica de laboratorio, que está lejos de la industrialización.

Un ejemplo que se puede citar es que en marzo de 2020, Nezha Motors lanzó un nuevo modelo de Nezha U equipado con baterías de estado sólido. Según Nezha Motors, Nezha U planea informar al Ministerio de Industria y Tecnología de la Información en octubre del año pasado. Se producen 500 juegos. Sin embargo, a partir de ahora, aún faltan 500 autos con batería de estado sólido Nezha.

Sin embargo, incluso si las baterías de estado sólido tienen tecnología madura, la producción en masa aún necesita resolver la competencia de costos con las baterías de litio líquido. Li Bin también dijo que la dificultad de la producción en masa de baterías de estado sólido es que el costo es demasiado alto y el problema del costo es la comercialización de la tecnología de baterías de estado sólido. El mayor desafío.

Esencialmente, la autonomía de crucero y el costo de uso (el costo de todo el vehículo y la batería de reemplazo) siguen siendo los eslabones débiles de los vehículos eléctricos, y el éxito de cualquier nueva tecnología debe resolver estos dos grandes problemas al mismo tiempo. Según los cálculos, el costo total de una batería de estado sólido que también usa un electrodo negativo de grafito es 158.8 $ / kWh, que es un 34% más alto que el costo total de una batería líquida de 118.7 $ / kWh.

En general, las baterías de estado sólido todavía se encuentran en una etapa de transición y los problemas técnicos y de costos deben resolverse con urgencia. No obstante, para la industria de las baterías eléctricas, las baterías de estado sólido siguen siendo el terreno más destacado en la segunda mitad del juego.

Se acerca una nueva ronda de revolución en la tecnología de la batería, y nadie quiere quedarse atrás en la segunda mitad de la batalla.