Il 9 gennaio, al “2020NIODay” tenuto da Weilai, oltre al debutto ufficiale dell’ET7, noto come “l’integrazione tecnologica attualmente più avanzata”, è stato anche annunciato che il Weilai ET7 dotato di batterie a stato solido sarà nel quarto trimestre del 2022. Sul mercato, la sua densità energetica raggiunge i 360 Wh/kg e, con le batterie a stato solido, il chilometraggio del Weilai ET7 può raggiungere più di 1,000 chilometri con una singola carica.

Tuttavia, Li Bin, il fondatore di Weilai, ha taciuto sul fornitore di batterie a stato solido, affermando solo che Weilai Automobile ha un rapporto di cooperazione molto stretto con i fornitori di batterie a stato solido ed è sicuramente l’azienda leader del settore. Basandosi sulle parole di Li Bin, il mondo esterno sospetta che questo fornitore di batterie a stato solido sia probabilmente nell’era Ningde.

Ma non importa chi sia il fornitore di batterie a stato solido di NIO, le batterie a stato solido sono la migliore soluzione a molti problemi nello sviluppo di veicoli a nuova energia e sono anche un’importante direzione di sviluppo nel settore delle batterie di alimentazione.

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.”

Batteria di alimentazione in tutto il mondo

Il riscaldamento e il raffreddamento dell’industria delle batterie di alimentazione sono inseparabili dall’industria automobilistica della nuova energia e, con la graduale ripresa del mercato automobilistico della nuova energia, la concorrenza nel settore delle batterie di alimentazione è diventata sempre più agguerrita.

Vale la pena ricordare che la batteria di alimentazione è conosciuta come il “cuore” dei veicoli di nuova energia, rappresentando dal 30% al 40% del costo del veicolo. Per questo motivo, l’industria delle batterie di alimentazione una volta era considerata un punto di svolta nella prossima era dell’industria automobilistica. Tuttavia, con il raffreddamento delle politiche e il ritorno dei marchi stranieri, anche l’industria delle batterie di alimentazione sta affrontando le stesse gravi sfide dell’industria automobilistica della nuova energia.

L’era Ningde fu la prima ad affrontare sfide difficili.

Il 13 gennaio, l’organizzazione di ricerche di mercato sudcoreana SNEResearch ha annunciato dati rilevanti sul mercato globale delle batterie di alimentazione nel 2020. I dati mostrano che nel 2020 la capacità globale installata di batterie di alimentazione sui veicoli elettrici raggiungerà i 137 GWh, un aumento di anno in anno di Il 17%, di cui CATL ha vinto il campionato per il quarto anno consecutivo, e la capacità installata annua ha raggiunto i 34GWh, con un incremento annuo del 2%.

Per le aziende produttrici di batterie, la capacità installata determina la loro posizione di mercato. Sebbene la capacità installata del CATL mantenga ancora un vantaggio, dal punto di vista dell’aumento della crescita del business globale, la capacità installata del CATL è di gran lunga inferiore al tasso di crescita globale. Nel dubbio, le aziende di batterie elettriche giapponesi e coreane rappresentate da LG Chem, Panasonic e SKI sono in rapida espansione.

Da quando la nuova politica di sovvenzione per i veicoli energetici è stata introdotta ufficialmente nel 2013, l’industria delle batterie di alimentazione, che è strettamente correlata all’industria dei veicoli per la nuova energia, una volta ha inaugurato un rapido sviluppo.

Dopo il 2015, il Ministero dell’Industria e dell’Information Technology ha emesso documenti politici come “Standard e standard del settore delle batterie di alimentazione per autoveicoli” e “Directory dei produttori di batterie di alimentazione”. Le società di batterie elettriche giapponesi e sudcoreane furono “espulse” e lo sviluppo dell’industria delle batterie elettriche domestiche raggiunse il suo apice.

Tuttavia, a giugno 2019, con politiche inasprite, soglie più elevate e cambiamenti nelle rotte, un gran numero di aziende di batterie elettriche ha vissuto un periodo di lotta e alla fine è scomparso. Entro il 2020, il numero di aziende produttrici di batterie elettriche nazionali è stato ridotto a più di 20.

Allo stesso tempo, le società di batterie elettriche a investimento straniero sono state a lungo pronte a spostare il grasso nel mercato cinese. Dal 2018, le aziende giapponesi e coreane di batterie di alimentazione come Samsung SDI, LG Chem, SKI, ecc. hanno iniziato ad accelerare il “contrattacco” del mercato cinese e ad espandere la capacità di produzione di batterie di alimentazione. Tra questi, le fabbriche di batterie di alimentazione di Samsung SDI e LG Chem sono state completate e messe in produzione. Il mercato interno delle batterie di alimentazione Presentazione del modello “Tre regni che uccide” di Cina, Giappone e Corea del Sud.

Il più aggressivo è LG Chem. Poiché la serie Model 3 prodotta dalla Shanghai Gigafactory di Tesla utilizza batterie LG Chem, non solo ha guidato la rapida crescita di LG Chem, ma ha anche bloccato l’era Ningde. Nel primo trimestre del 2020, LG Chem, che originariamente era al terzo posto, ha superato l’era Ningde in un colpo solo ed è diventata la più grande azienda di batterie al mondo con una quota di mercato.

Allo stesso tempo, BYD ha anche lanciato un’offensiva.

Nel marzo 2020, BYD ha rilasciato le batterie blade e ha iniziato a fornirle a società automobilistiche di terze parti. Wang Chuanfu ha dichiarato: “Sotto la grande strategia della piena apertura, la scissione indipendente di BYD Battery è stata messa all’ordine del giorno e si prevede che condurrà un’IPO intorno al 2022”.

In effetti, le batterie blade riguardano più miglioramenti nella produzione e tecnologia di elaborazione delle batterie e nessuna innovazione rivoluzionaria nei materiali e nella tecnologia. Attualmente, la batteria al litio ternaria e la batteria al litio ferro fosfato comunemente utilizzate nei veicoli elettrici sono entrambe batterie agli ioni di litio e la batteria al litio con la più alta densità di energia è di 260 Wh/kg. L’industria generalmente ritiene che la densità energetica delle batterie agli ioni di litio sia vicina al limite. È difficile superare i 300 Wh/kg.

È iniziata la seconda parte della partita a carte

Un fatto innegabile è che chi riuscirà a sfondare per primo il collo di bottiglia tecnico potrà cogliere l’occasione nel secondo tempo.

Già a dicembre 2019, il Ministero dell’Industria e dell’Information Technology ha pubblicato il “Piano di sviluppo dell’industria dei veicoli a nuova energia (2021-2035)”, che includeva l’accelerazione della ricerca e sviluppo e l’industrializzazione della tecnologia delle batterie a stato solido come “Nucleo per veicoli a nuova energia”. Progetto di ricerca tecnologica”. Promuovere la batteria a stato solido a livello strategico nazionale.

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.

Rispetto alle tradizionali batterie al litio, le batterie a stato solido presentano molti vantaggi come una maggiore densità di energia, una migliore sicurezza e dimensioni più ridotte e sono considerate dall’industria come la direzione di sviluppo delle batterie di alimentazione.

A differenza delle batterie al litio che utilizzano elettroliti come elettroliti, la tecnologia delle batterie a stato solido utilizza composti di vetro solido costituiti da litio e sodio come materiali conduttivi. Poiché il materiale solido conduttivo non ha fluidità, il problema dei dendriti di litio è naturalmente risolto e il diaframma intermedio e il materiale dell’anodo di grafite per garantire la stabilità possono essere rimossi, risparmiando molto spazio. In questo modo, la proporzione dei materiali degli elettrodi può essere aumentata il più possibile nello spazio limitato della batteria, aumentando così la densità di energia. In teoria, le batterie a stato solido possono facilmente raggiungere una densità di energia superiore a 300 Wh/kg. Questa volta Weilai afferma che le batterie a stato solido che utilizza hanno raggiunto una densità di energia ultraelevata di 360 Wh/kg.

I suddetti addetti ai lavori del settore ritengono inoltre che questa batteria sarà un passo importante verso il futuro dell’elettrificazione. Si prevede che la densità di energia delle batterie a stato solido raggiunga da due a tre volte quella delle attuali batterie agli ioni di litio e sarà più leggera, più lunga e più sicura delle batterie attuali.

La sicurezza è sempre stata un’ombra sul settore delle batterie di alimentazione.

Nel 2020, il mio paese ha attuato un totale di 199 richiami di auto, per un totale di 6,682,300 veicoli, di cui 31 di nuovi veicoli energetici. Nel riciclaggio di veicoli a nuova energia, la batteria di alimentazione può presentare potenziali rischi per la sicurezza come instabilità termica e combustione spontanea. È ancora il riciclaggio di veicoli di nuova energia. motivo principale. Al contrario, la più grande caratteristica degli elettroliti solidi è che non sono facili da bruciare, migliorando così sostanzialmente la sicurezza dei veicoli di nuova energia.

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.

Allo stesso tempo, BAIC New Energy ha anche annunciato il completamento della messa in servizio del primo prototipo di veicolo elettrico puro dotato di un sistema di batterie a stato solido. All’inizio del 2020, BAIC New Energy ha annunciato il “Piano 2029”, che include la costruzione di un sistema energetico diversificato con un sistema di azionamento energetico “tre in uno” di batterie agli ioni di litio, batterie a stato solido e carburante cellule.

Per questa imminente feroce battaglia, anche l’era Ningde ha creato un layout corrispondente.

Nel maggio 2020, Zeng Yuqun, presidente di CATL, ha rivelato che le vere batterie a stato solido necessitano di litio metallico come elettrodo negativo per aumentare la densità di energia. CATL continua a investire nella ricerca all’avanguardia e nella ricerca e sviluppo di prodotti in batterie a stato solido e altre tecnologie.

Ovviamente, nel campo delle batterie di potenza, è iniziata silenziosamente una battaglia inceppata basata sulle batterie a stato solido, e la leadership tecnologica basata sulle batterie a stato solido diventerà uno spartiacque nel campo delle batterie di alimentazione.

Le batterie a stato solido devono ancora affrontare le catene

Secondo i calcoli di SNEResearchd, lo spazio di mercato delle batterie a stato solido del mio paese dovrebbe raggiungere i 3 miliardi di yuan nel 2025 e i 20 miliardi di yuan nel 2030.

Nonostante l’enorme spazio di mercato, le batterie a stato solido devono affrontare due problemi principali, tecnologia e costi. Al momento, ci sono tre principali sistemi di materiali per elettroliti solidi nelle batterie allo stato solido nel mondo, vale a dire elettroliti polimerici completamente solidi, ossidi completamente solidi e solfuri completamente solidi. La batteria a stato solido menzionata da Weilai è in realtà una batteria semisolida, ovvero elettrolita liquido e miscelazione di elettroliti solidi di ossido.

Dal punto di vista delle possibilità di produzione di massa, le batterie a stato solido possono effettivamente risolvere gli attuali problemi di sicurezza delle batterie liquide. Tuttavia, poiché la conduttività dei primi due sistemi di materiali è un problema teorico piuttosto che un problema di processo, è comunque necessaria una certa quantità di investimenti in ricerca e sviluppo per risolverlo. Inoltre, i “pericoli di produzione” del sistema dei solfuri non possono essere affrontati temporaneamente in modo efficace. E il problema dei costi è più grande.

La strada verso l’industrializzazione delle batterie allo stato solido è ancora frequentemente ostruita. Se vuoi davvero goderti il ​​bonus della densità di energia delle batterie a stato solido, devi sostituire il sistema di elettrodi negativi al litio con una densità di energia più elevata. Ciò può essere ottenuto attraverso la sicurezza delle batterie a stato solido e la densità di energia della batteria può raggiungere oltre 500 Wh/kg. Ma questa difficoltà è ancora molto grande. La ricerca e lo sviluppo di batterie allo stato solido è ancora in fase di sperimentazione scientifica di laboratorio, che è lontana dall’industrializzazione.

Un esempio che si può citare è che nel marzo 2020 Nezha Motors ha rilasciato un nuovo modello di Nezha U dotato di batterie a stato solido. Secondo Nezha Motors, Nezha U prevede di riferire al Ministero dell’Industria e dell’Information Technology nell’ottobre dello scorso anno. Vengono prodotti 500 set. Tuttavia, al momento, mancano ancora 500 auto a batteria allo stato solido Nezha.

Tuttavia, anche se le batterie a stato solido hanno una tecnologia matura, la produzione di massa deve ancora risolvere la competizione sui costi con le batterie al litio liquido. Li Bin ha anche affermato che la difficoltà della produzione di massa di batterie a stato solido è che il costo è troppo alto e il problema dei costi è la commercializzazione della tecnologia delle batterie a stato solido. La sfida più grande.

In sostanza, l’autonomia di crociera e il costo di utilizzo (il costo dell’intero veicolo e della batteria sostitutiva) sono ancora i punti deboli dei veicoli elettrici e il successo di qualsiasi nuova tecnologia deve risolvere contemporaneamente questi due grandi problemi. Secondo i calcoli, il costo totale di una batteria a stato solido che utilizza anche un elettrodo negativo di grafite è di 158.8 $/kWh, ovvero il 34% in più rispetto al costo totale di una batteria liquida di 118.7 $/kWh.

Nel complesso, le batterie a stato solido sono ancora in una fase di transizione e i problemi tecnici e di costo devono essere risolti con urgenza. Tuttavia, per il settore delle batterie di alimentazione, le batterie a stato solido sono ancora il punto di forza nella seconda metà del gioco.

Sta arrivando un nuovo ciclo di rivoluzione della tecnologia delle batterie e nessuno vuole rimanere indietro nella seconda metà della battaglia.