Tammikuun 9. päivänä Weilain järjestämässä “2020NIODayssa” ilmoitettiin ET7:n virallisen debyytin lisäksi, joka tunnetaan “tällä hetkellä edistyneimpana teknologiaintegraationa”, että Weilai ET7 on varustettu solid-state-akuilla. on vuoden 2022 neljännellä neljänneksellä. Markkinoilla sen energiatiheys on 360Wh/kg, ja puolijohdeakuilla Weilai ET7:n mittarilukema voi olla yli 1,000 kilometriä yhdellä latauksella.

However, Li Bin, the founder of Weilai, was silent on the supplier of solid-state batteries, saying only that Weilai Automobile has a very close cooperative relationship with solid-state battery suppliers and is definitely the industry’s leading company. Based on Li Bin’s words, the outside world suspects that this solid-state battery supplier is likely to be in the Ningde era.

Mutta riippumatta siitä, kuka NIO:n puolijohdeakkujen toimittaja on, puolijohdeakut ovat paras ratkaisu moniin uusien energiaajoneuvojen kehittämisen ongelmiin, ja ne ovat myös tärkeä kehityssuunta tehoakkuteollisuudessa.

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.”

Virta-akku kaikkialla maailmassa

Tehoakkuteollisuuden lämmitys ja jäähdytys ovat erottamattomia uuden energian autoteollisuudesta, ja uusien energiaautojen markkinoiden asteittaisen elpymisen myötä kilpailu tehoakkuteollisuudessa on kiristynyt.

It is worth mentioning that the power battery is known as the “heart” of new energy vehicles, accounting for 30% to 40% of the cost of the vehicle. For this reason, the power battery industry was once considered a breakthrough point in the next era of the automotive industry. However, with the cooling of policies and the return of foreign brands, the power battery industry is also facing the same severe challenges as the new energy automobile industry.

The Ningde era was the first to face severe challenges.

On January 13, South Korean market research organization SNEResearch announced relevant data on the global power battery market in 2020. Data show that in 2020, the global installed capacity of power batteries on electric vehicles will reach 137GWh, a year-on-year increase of 17%, of which CATL won the championship for the fourth consecutive year, and the annual installed capacity reached 34GWh, a year-on-year increase of 2%.

For power battery companies, the installed capacity determines their market position. Although the installed capacity of the CATL still maintains an advantage, from the perspective of the increase in global business growth, the installed capacity of the CATL is far lower than the global growth rate. In doubt, Japanese and Korean power battery companies represented by LG Chem, Panasonic, and SKI are rapidly expanding.

Siitä lähtien, kun uusi energiaajoneuvotukipolitiikka otettiin virallisesti käyttöön vuonna 2013, uuteen energiaajoneuvoteollisuuteen läheisesti liittyvä akkuteollisuus aloitti aikoinaan nopean kehityksen.

Vuoden 2015 jälkeen teollisuus- ja tietotekniikkaministeriö julkaisi politiikka-asiakirjoja, kuten “Automotive Power Battery Industry Standards and Standards” ja “Power Battery Manufacturers Directory”. Japanilaiset ja eteläkorealaiset tehoakkuyhtiöt “karkotettiin”, ja kotimaisen akkuteollisuuden kehitys saavutti huippunsa.

However, in June 2019, with tightened policies, higher thresholds, and changes in routes, a large number of power battery companies experienced a period of struggle and eventually disappeared. By 2020, the number of domestic power battery companies has been reduced to more than 20.

Samaan aikaan ulkomaiset akkuyhtiöt ovat olleet valmiita siirtämään rasvaa Kiinan markkinoille jo pitkään. Vuodesta 2018 lähtien japanilaiset ja korealaiset akkuyhtiöt, kuten Samsung SDI, LG Chem, SKI jne., ovat alkaneet kiihdyttää Kiinan markkinoiden “vastahyökkäystä” ja laajentaa akkujen tuotantokapasiteettia. Niistä Samsung SDI:n ja LG Chemin akkutehtaat ovat valmistuneet ja otettu tuotantoon. Kotimaiset akkumarkkinat Esittelyssä Kiinan, Japanin ja Etelä-Korean “Three Kingdoms Killing” -malli.

The most aggressive is LG Chem. Since the Model 3 series produced by Tesla’s Shanghai Gigafactory uses LG Chem batteries, it has not only driven the rapid growth of LG Chem, but also blocked the Ningde era. In the first quarter of 2020, LG Chem, which originally ranked third, surpassed the Ningde era in one fell swoop and became the world’s largest power battery company with market share.

Samaan aikaan BYD aloitti myös hyökkäyksen.

In March 2020, BYD released blade batteries and began supplying them to third-party car companies. Wang Chuanfu said, “Under the grand strategy of full opening up, the independent split of BYD Battery has been put on the agenda, and it is expected to conduct an IPO around 2022.”

Itse asiassa teräakut ovat enemmänkin parannuksia akkujen tuotanto- ja prosessointiteknologiassa, eikä niissä ole läpimurtoinnovaatioita materiaaleissa ja teknologiassa. Tällä hetkellä sähköajoneuvoissa yleisesti käytetty kolmiosainen litiumakku ja litiumrautafosfaattiakku ovat molemmat litiumioniakkuja, ja litiumakku, jonka energiatiheys on suurin, on 260 Wh/kg. Teollisuus uskoo yleisesti, että litiumioniakkujen energiatiheys on lähellä rajaa. 300Wh/kg on vaikea ylittää.

Toisen puoliajan korttipeli on alkanut

An undeniable fact is that whoever can break through the technical bottleneck first will be able to seize the opportunity in the second half.

As early as December 2019, the Ministry of Industry and Information Technology released the “New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)”, which included accelerating the R&D and industrialization of solid-state power battery technology as a “New Energy Vehicle Core Technology Research Project”. Promote the solid-state battery to the national strategic level.

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.

Perinteisiin litiumakkuihin verrattuna solid-state-akuilla on monia etuja, kuten suurempi energiatiheys, parempi turvallisuus ja pienempi koko, ja teollisuus pitää niitä tehoakkujen kehityssuuntana.

Unlike lithium batteries that use electrolytes as electrolytes, solid-state battery technology uses solid glass compounds made of lithium and sodium as conductive materials. Since the solid conductive material does not have fluidity, the problem of lithium dendrites is naturally solved, and the intermediate diaphragm and the graphite anode material to ensure stability can be removed, saving a lot of space. In this way, the proportion of electrode materials can be increased as much as possible in the limited space of the battery, thereby increasing the energy density. In theory, solid-state batteries can easily achieve an energy density of more than 300Wh/kg. This time Weilai claims that the solid-state batteries it uses have achieved an ultra-high energy density of 360Wh/kg.

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.

Turvallisuus on aina ollut akkuteollisuuden varjo.

Vuonna 2020 kotimaani toteutettiin yhteensä 199 auton takaisinkutsua, joihin osallistui 6,682,300 31 XNUMX ajoneuvoa, joista XNUMX uutta energiaajoneuvoa vedettiin takaisin. Uusien energiaajoneuvojen kierrätyksessä akulla voi olla mahdollisia turvallisuusriskejä, kuten lämpökarkailu ja itsestään syttyminen. Se on edelleen uusien energiaajoneuvojen kierrätystä. pääsyy. Sen sijaan kiinteiden elektrolyyttien suurin ominaisuus on, että niitä ei ole helppo polttaa, mikä parantaa merkittävästi uusien energiaajoneuvojen turvallisuutta.

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.

Samaan aikaan BAIC New Energy ilmoitti myös saaneensa päätökseen ensimmäisen solid-state-akkujärjestelmällä varustetun puhtaasti sähköisen prototyypin ajoneuvon käyttöönoton. Vuoden 2020 alussa BAIC New Energy julkisti “2029-suunnitelman”, joka sisältää monipuolisen energiajärjestelmän rakentamisen, jossa on “kolme yhdessä” energiakäyttöjärjestelmä, joka koostuu litiumioniakuista, solid-state-akuista ja polttoaineesta. soluja.

Tätä tulevaa kovaa taistelua varten Ningden aikakausi on myös tehnyt vastaavan asettelun.

Toukokuussa 2020 CATL:n puheenjohtaja Zeng Yuqun paljasti, että todelliset solid-state-akut tarvitsevat litiummetallia negatiivisena elektrodina energiatiheyden lisäämiseksi. CATL jatkaa investointejaan huippuluokan tutkimukseen ja tuotekehitykseen solid-state-akkujen ja muiden teknologioiden alalla.

Obviously, in the field of power batteries, a jamming battle based on solid-state batteries has quietly kicked off, and the technological leadership based on solid-state batteries will become a watershed in the field of power batteries.

Puolijohdeakut ovat edelleen kahleissa

According to SNEResearchd’s calculations, my country’s solid-state battery market space is expected to reach 3 billion yuan in 2025 and 20 billion yuan in 2030.

Valtavasta markkinatilasta huolimatta puolijohdeakkuihin, teknologiaan ja kustannuksiin liittyy kaksi suurta ongelmaa. Tällä hetkellä maailmassa on kolme päämateriaalijärjestelmää solid-state-akkujen kiinteille elektrolyyteille, nimittäin polymeeri täysin kiinteä, oksidi täysin kiinteä ja sulfidi kokonaan kiinteä elektrolyytit. Weilain mainitsema solid-state-akku on itse asiassa puolikiinteä akku, eli nestemäinen elektrolyytti ja oksidikiinteiden elektrolyyttien sekoitus.

From the perspective of mass production possibilities, solid-state batteries can indeed solve the current safety issues of liquid batteries. However, because the conductivity of the first two material systems is a theoretical problem rather than a process problem, it still needs a certain amount of R&D investment to solve it. In addition, the “production hazards” of the sulfide system cannot be effectively dealt with temporarily. And the cost problem is bigger.

The road to the industrialization of solid-state batteries is still obstructed frequently. If you want to truly enjoy the energy density bonus of solid-state batteries, you must replace the lithium metal negative electrode system with higher energy density. This can be achieved through the safety of solid-state batteries, and the battery energy density can reach Above 500Wh/kg. But this difficulty is still very great. The research and development of solid-state batteries is still in the laboratory scientific experiment stage, which is far from industrialization.

Esimerkkinä voidaan mainita, että Nezha Motors julkaisi maaliskuussa 2020 uuden Nezha U -mallin, joka oli varustettu solid-state-akuilla. Nezha Motorsin mukaan Nezha U aikoo raportoida teollisuus- ja tietotekniikkaministeriölle viime vuoden lokakuussa. Sarjaa valmistetaan 500 kappaletta. Kuitenkin toistaiseksi 500 Nezha-sold-state-akkuautoa on edelleen kateissa.

However, even if solid-state batteries have mature technology, mass production still needs to solve the cost competition with liquid lithium batteries. Li Bin also said that the difficulty of mass production of solid-state batteries is that the cost is too high, and the cost problem is the commercialization of solid-state battery technology. The biggest challenge.

Pohjimmiltaan matkamatka ja käyttökustannukset (koko ajoneuvon ja vara-akun hinta) ovat edelleen sähköajoneuvojen heikkoja lenkkejä, ja minkä tahansa uuden tekniikan menestyksen on ratkaistava nämä kaksi suurta ongelmaa samanaikaisesti. Laskelmien mukaan myös negatiivista grafiittielektrodia käyttävän solid-state-akun kokonaiskustannus on 158.8 $/kWh, mikä on 34 % korkeampi kuin nestemäisen akun kokonaishinta 118.7 $/kWh.

Kokonaisuutena puolijohdeakut ovat vielä siirtymävaiheessa, ja tekniset ja kustannusongelmat on ratkaistava pikaisesti. Siitä huolimatta akkuteollisuudessa puolijohdeakut ovat edelleen huippua pelin toisella puoliskolla.

Uusi akkuteknologian vallankumous on tulossa, eikä kukaan halua jäädä jälkeen taistelun toisella puoliskolla.