Le 9 janvier, lors du “2020NIODay” organisé par Weilai, en plus des débuts officiels de l’ET7, qui est connu comme “l’intégration technologique la plus avancée actuellement”, il a également été annoncé que le Weilai ET7 équipé de batteries à semi-conducteurs sera au quatrième trimestre 2022. Sur le marché, sa densité énergétique atteint 360Wh/kg, et avec des batteries à semi-conducteurs, le kilométrage du Weilai ET7 peut atteindre plus de 1,000 XNUMX kilomètres sur une seule charge.

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.

Mais quel que soit le fournisseur de batteries à semi-conducteurs de NIO, les batteries à semi-conducteurs sont la meilleure solution à de nombreux problèmes dans le développement de véhicules à énergie nouvelle, et elles constituent également une direction de développement importante dans l’industrie des batteries de puissance.

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.”

Batterie d’alimentation partout dans le monde

Le chauffage et le refroidissement de l’industrie des batteries électriques sont indissociables de l’industrie automobile à énergie nouvelle, et avec la reprise progressive du marché automobile à énergie nouvelle, la concurrence dans l’industrie des batteries électriques est devenue de plus en plus féroce.

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.

L’ère Ningde a été la première à faire face à de graves défis.

Le 13 janvier, l’organisation d’études de marché sud-coréen SNEResearch a annoncé des données pertinentes sur le marché mondial des batteries d’alimentation en 2020. Les données montrent qu’en 2020, la capacité installée mondiale des batteries d’alimentation sur les véhicules électriques atteindra 137 GWh, soit une augmentation de 17 %, dont CATL a remporté le championnat pour la quatrième année consécutive, et la capacité annuelle installée a atteint 34 GWh, soit une augmentation de 2 % sur un an.

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.

Depuis l’introduction officielle de la politique de subvention des véhicules à énergie nouvelle en 2013, l’industrie des batteries électriques, qui est étroitement liée à l’industrie des véhicules à énergie nouvelle, a déjà marqué le début d’un développement rapide.

Après 2015, le ministère de l’Industrie et des Technologies de l’information a publié des documents de politique tels que « Normes et normes de l’industrie des batteries de puissance automobile » et « Répertoire des fabricants de batteries de puissance ». Les sociétés japonaises et sud-coréennes de batteries électriques ont été « expulsées » et le développement de l’industrie nationale des batteries électriques a atteint son apogée.

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.

Dans le même temps, les sociétés de batteries électriques à capitaux étrangers sont depuis longtemps prêtes à déplacer la graisse sur le marché chinois. Depuis 2018, les sociétés japonaises et coréennes de batteries électriques telles que Samsung SDI, LG Chem, SKI, etc. ont commencé à accélérer la « contre-attaque » du marché chinois et à accroître la capacité de production de batteries électriques. Parmi elles, les usines de batteries d’alimentation de Samsung SDI et LG Chem ont été achevées et mises en production. Le marché domestique des batteries électriques Présentation du modèle « Three Kingdoms Killing » de la Chine, du Japon et de la Corée du Sud.

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.

Dans le même temps, BYD a également lancé une offensive.

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.”

En fait, les batteries à lames concernent davantage les améliorations de la technologie de production et de traitement des batteries, et aucune innovation révolutionnaire dans les matériaux et la technologie. À l’heure actuelle, la batterie au lithium ternaire et la batterie au lithium fer phosphate couramment utilisées dans les véhicules électriques sont toutes deux des batteries lithium-ion, et la batterie au lithium avec la densité d’énergie la plus élevée est de 260 Wh/kg. L’industrie pense généralement que la densité énergétique des batteries lithium-ion est proche de la limite. Il est difficile de dépasser les 300Wh/kg.

Le jeu de cartes de la deuxième mi-temps a commencé

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.

Par rapport aux batteries au lithium traditionnelles, les batteries à semi-conducteurs présentent de nombreux avantages, tels qu’une densité d’énergie plus élevée, une meilleure sécurité et une taille plus petite, et sont considérées par l’industrie comme la direction du développement des batteries de puissance.

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.

La sécurité a toujours été une ombre sur l’industrie des batteries d’alimentation.

En 2020, mon pays a mis en œuvre un total de 199 rappels de voitures, impliquant 6,682,300 31 XNUMX véhicules, dont XNUMX véhicules à énergie nouvelle ont été rappelés. Dans le recyclage de véhicules à énergie nouvelle, la batterie d’alimentation peut présenter des risques potentiels pour la sécurité tels que l’emballement thermique et la combustion spontanée. Il s’agit toujours du recyclage des véhicules à énergies nouvelles. raison principale. En revanche, la principale caractéristique des électrolytes solides est qu’ils ne sont pas faciles à brûler, améliorant ainsi fondamentalement la sécurité des véhicules à énergie nouvelle.

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.

Dans le même temps, BAIC New Energy a également annoncé l’achèvement de la mise en service du premier prototype de véhicule purement électrique équipé d’un système de batterie à semi-conducteurs. Début 2020, BAIC New Energy a annoncé le « Plan 2029 », qui comprend la construction d’un système énergétique diversifié avec un système d’entraînement énergétique « trois en un » composé de batteries lithium-ion, de batteries à semi-conducteurs et de carburant. cellules.

Pour cette bataille féroce à venir, l’ère Ningde a également fait une mise en page correspondante.

En mai 2020, Zeng Yuqun, président de CATL, a révélé que les véritables batteries à l’état solide ont besoin de lithium métal comme électrode négative pour augmenter la densité énergétique. CATL continue d’investir dans la recherche de pointe et la R&D sur les batteries à semi-conducteurs et d’autres technologies.

De toute évidence, dans le domaine des batteries de puissance, une bataille de brouillage basée sur les batteries à semi-conducteurs a tranquillement débuté, et le leadership technologique basé sur les batteries à semi-conducteurs deviendra un tournant dans le domaine des batteries de puissance.

Les batteries à semi-conducteurs sont toujours confrontées à des entraves

Selon les calculs de SNEResearchd, l’espace du marché des batteries à semi-conducteurs de mon pays devrait atteindre 3 milliards de yuans en 2025 et 20 milliards de yuans en 2030.

Malgré l’énorme espace de marché, il existe deux problèmes majeurs auxquels sont confrontées les batteries à semi-conducteurs, la technologie et le coût. À l’heure actuelle, il existe trois principaux systèmes de matériaux pour les électrolytes solides dans les batteries à l’état solide dans le monde, à savoir les électrolytes polymères tout solide, oxyde tout solide et sulfure tout solide. La batterie à l’état solide mentionnée par Weilai est en fait une batterie semi-solide, c’est-à-dire à électrolyte liquide et à mélange d’électrolytes solides d’oxyde.

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.

La voie de l’industrialisation des batteries à l’état solide est encore fréquemment obstruée. Si vous voulez vraiment profiter du bonus de densité d’énergie des batteries à semi-conducteurs, vous devez remplacer le système d’électrode négative au lithium métal par une densité d’énergie plus élevée. Ceci peut être réalisé grâce à la sécurité des batteries à semi-conducteurs, et la densité d’énergie de la batterie peut atteindre plus de 500Wh/kg. Mais cette difficulté est encore très grande. La recherche et le développement des batteries à l’état solide sont encore au stade de l’expérimentation scientifique en laboratoire, loin de l’industrialisation.

Un exemple que l’on peut citer est qu’en mars 2020, Nezha Motors a sorti un nouveau modèle de Nezha U équipé de batteries à semi-conducteurs. Selon Nezha Motors, Nezha U prévoit de rendre compte au ministère de l’Industrie et des Technologies de l’information en octobre de l’année dernière. 500 ensembles sont produits. Cependant, à l’heure actuelle, 500 voitures à batterie à semi-conducteurs Nezha sont toujours portées disparues.

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.

Pour l’essentiel, l’autonomie et le coût d’utilisation (coût du véhicule entier et de la batterie de remplacement) restent les maillons faibles des véhicules électriques, et le succès de toute nouvelle technologie doit résoudre à la fois ces deux problèmes majeurs. Selon les calculs, le coût total d’une batterie à l’état solide qui utilise également une électrode négative en graphite est de 158.8 $/kWh, soit 34 % de plus que le coût total d’une batterie liquide de 118.7 $/kWh.

Dans l’ensemble, les batteries à semi-conducteurs sont encore dans une phase de transition et les problèmes techniques et de coûts doivent être résolus de toute urgence. Néanmoins, pour l’industrie des batteries d’alimentation, les batteries à semi-conducteurs sont toujours le point culminant dans la seconde moitié du jeu.

Une nouvelle révolution de la technologie des batteries est à venir, et personne ne veut prendre du retard dans la seconde moitié de la bataille.