ב-9 בינואר, ב”2020NIODay” שנערך על ידי Weilai, בנוסף להופעת הבכורה הרשמית של ה-ET7, המכונה “שילוב הטכנולוגיה המתקדמת ביותר כרגע”, הוכרז גם כי Weilai ET7 מצויד בסוללות מוצק. יהיה ברבעון הרביעי של 2022. בשוק, צפיפות האנרגיה שלו מגיעה ל-360Wh/kg, ועם סוללות מוצק, הקילומטראז’ של Weilai ET7 יכול להגיע ליותר מ-1,000 קילומטרים בטעינה אחת.

עם זאת, לי בין, מייסד Weilai, שתק על ספקית המצברים המוצקים, ואמר רק כי ל-Weilai Automobile יש קשרי שיתוף פעולה הדוקים מאוד עם ספקי מצברים מוצקים והיא בהחלט החברה המובילה בתעשייה. בהתבסס על דבריו של לי בין, העולם החיצון חושד שספק סוללות מוצק זה עשוי להיות בעידן Ningde.

אבל לא משנה מיהו ספק המצברים המוצקים של NIO, מצברים מוצקים הם הפתרון הטוב ביותר לבעיות רבות בפיתוח רכבי אנרגיה חדשים, והם גם כיוון פיתוח חשוב בתעשיית המצברים החשמליים.

אדם בתעשיית סוללות החשמל מאמין שסוללות מצב מוצק יהיו השיאים הטכנולוגיים של הדור הבא של סוללות כוח בעלות ביצועים גבוהים. “תחום סוללות המצב המוצק נכנס לשלב של מירוץ חימוש עם משתתפים רבים בשוק, כולל חברות רכב, חברות סוללות חשמל, מוסדות השקעות ומחקר מדעי. מוסדות ואחרים משחקים בשלושת ההיבטים של הון, טכנולוגיה וכישרון. אם הם לא יחפשו שינוי, הם ייצאו מהמשחק”.

סוללת חשמל בכל העולם

החימום והקירור של תעשיית סוללות החשמל אינם ניתנים להפרדה מתעשיית הרכב האנרגיה החדשה, ועם ההתאוששות ההדרגתית של שוק רכבי האנרגיה החדשים, התחרות בתעשיית סוללות החשמל נעשתה עזה יותר ויותר.

ראוי להזכיר שסוללת החשמל ידועה בתור “הלב” של רכבי אנרגיה חדשים, ומהווה 30% עד 40% מעלות הרכב. מסיבה זו, תעשיית סוללות החשמל נחשבה פעם לנקודת פריצת דרך בעידן הבא של תעשיית הרכב. עם זאת, עם התקררות המדיניות והחזרה של מותגים זרים, גם תעשיית סוללות החשמל מתמודדת עם אותם אתגרים חמורים כמו תעשיית הרכב האנרגיה החדשה.

עידן נינגדה היה הראשון להתמודד עם אתגרים קשים.

ב-13 בינואר, ארגון מחקרי השוק הדרום קוריאני SNEResearch הכריז על נתונים רלוונטיים על שוק סוללות החשמל העולמי בשנת 2020. נתונים מראים שבשנת 2020, הקיבולת המותקנת העולמית של סוללות חשמל על כלי רכב חשמליים תגיע ל-137GWh, עלייה משנה לשנה של 17%, מתוכם CATL זכתה באליפות זו השנה הרביעית ברציפות, וההספק השנתי המותקן הגיע ל-34GWh, עלייה של 2% משנה לשנה.

עבור חברות סוללות חשמל, הקיבולת המותקנת קובעת את מיקום השוק שלהן. למרות שהיכולת המותקנת של ה-CATL עדיין שומרת על יתרון, מנקודת המבט של הגידול בצמיחה העסקית העולמית, הקיבולת המותקנת של ה-CATL נמוכה בהרבה מקצב הצמיחה העולמי. בספק, חברות סוללות חשמל יפניות וקוריאניות המיוצגות על ידי LG Chem, Panasonic ו-SKI מתרחבות במהירות.

מאז הוצגה מדיניות הסבסוד החדשה לרכבי אנרגיה ב-2013, תעשיית סוללות החשמל, הקשורה קשר הדוק לתעשיית רכבי האנרגיה החדשה, הובילה פעם התפתחות מהירה.

לאחר שנת 2015, משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע הוציא מסמכי מדיניות כמו “תקנים ותקנים של תעשיית סוללות כוח לרכב” ו”מדריך יצרני סוללות חשמל”. חברות סוללות חשמל יפניות ודרום קוריאניות “גורשו”, והתפתחות תעשיית סוללות החשמל המקומיות הגיעה לשיאה.

עם זאת, ביוני 2019, עם מדיניות מחמירה, ספים גבוהים יותר ושינויים במסלולים, מספר רב של חברות סוללות חשמל חוו תקופה של מאבק ובסופו של דבר נעלמו. עד 2020, מספר חברות סוללות החשמל המקומיות צומצם ליותר מ-20.

יחד עם זאת, חברות סוללות חשמל שהושקעו זרות כבר מזמן מוכנות להעביר את השומן בשוק הסיני. מאז 2018, חברות סוללות חשמל יפניות וקוריאניות כמו Samsung SDI, LG Chem, SKI וכו’ החלו להאיץ את “התקפת הנגד” של השוק הסיני ולהרחיב את יכולת ייצור סוללות החשמל. ביניהם, מפעלי סוללות החשמל של Samsung SDI ו-LG Chem הושלמו והוכנסו לייצור. שוק סוללות החשמל המקומי מציג את דפוס “הרג שלוש הממלכות” של סין, יפן ודרום קוריאה.

האגרסיבי ביותר הוא LG Chem. מאז סדרת Model 3 המיוצרת על ידי Shanghai Gigafactory של טסלה משתמשת בסוללות LG Chem, היא לא רק הניעה את הצמיחה המהירה של LG Chem, אלא גם חסמה את עידן Ningde. ברבעון הראשון של 2020, LG Chem, שבמקור דורגה במקום השלישי, עלתה במכה אחת את עידן Ningde והפכה לחברת סוללות החשמל הגדולה בעולם עם נתח שוק.

במקביל, גם BYD פתחה במתקפה.

במרץ 2020, BYD שחררה סוללות להבים והחלה לספק אותן לחברות רכב של צד שלישי. וואנג צ’ואנפו אמר, “תחת האסטרטגיה הגדולה של פתיחה מלאה, הפיצול העצמאי של BYD Battery הועלה על סדר היום, והיא צפויה לבצע הנפקה בסביבות 2022”.

למעשה, סוללות להבים עוסקות יותר בשיפורים בטכנולוגיית ייצור ועיבוד סוללות, וללא חידושים פורצי דרך בחומרים ובטכנולוגיה. נכון לעכשיו, סוללת הליתיום המשולשת וסוללת הליתיום ברזל פוספט הנפוצה בכלי רכב חשמליים הן שתיהן סוללות ליתיום-יון, וסוללת הליתיום עם צפיפות האנרגיה הגבוהה ביותר היא 260Wh/kg. התעשייה מאמינה בדרך כלל שצפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום-יון קרובה לגבול. קשה לחרוג מ-300Wh/kg.

משחק הקלפים במחצית השנייה החל

עובדה שאין להכחישה היא שמי שיצליח לפרוץ ראשון את צוואר הבקבוק הטכני יוכל לנצל את ההזדמנות במחצית השנייה.

כבר בדצמבר 2019 פרסם משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע את “תוכנית פיתוח תעשיית רכב אנרגיה חדשה (2021-2035)”, שכללה האצת המו”פ והתיעוש של טכנולוגיית סוללות הכוח המוצק כ”ליבת רכב אנרגיה חדשה. פרויקט מחקר טכנולוגי”. קדם את סוללת המצב המוצק לרמה האסטרטגית הלאומית.

בשנים האחרונות, חברות רכב מיינסטרים בארץ ובחו”ל, כמו טויוטה, ניסאן רנו, GM, BAIC ו-SAIC, החלו להגביר את המו”פ והתיעוש של סוללות מוצק. במקביל, החלו גם חברות סוללות כמו Tsingtao Energy, LG Chem ומסצ’וסטס Solid Energy הכנות לבניית מפעלי סוללות מוצק, כולל קווי ייצור של סוללות מוצק שכבר הופעלו.

בהשוואה לסוללות ליתיום מסורתיות, לסוללות מצב מוצק יש יתרונות רבים כגון צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, בטיחות טובה יותר וגודל קטן יותר, והן נחשבות על ידי התעשייה לכיוון הפיתוח של סוללות כוח.

שלא כמו סוללות ליתיום המשתמשות באלקטרוליטים כאלקטרוליטים, טכנולוגיית המצברים המוצקים משתמשת בתרכובות זכוכית מוצקות העשויות מליתיום ונתרן כחומרים מוליכים. מכיוון שלחומר המוליך המוצק אין נזילות, הבעיה של דנדריטים ליתיום נפתרת באופן טבעי, וניתן להסיר את הסרעפת האמצעית וחומר האנודה הגרפיט כדי להבטיח יציבות, ולחסוך מקום רב. בדרך זו, ניתן להגדיל את הפרופורציה של חומרי האלקטרודה ככל האפשר בשטח המצומצם של הסוללה, ובכך להגדיל את צפיפות האנרגיה. בתיאוריה, סוללות במצב מוצק יכולות בקלות להשיג צפיפות אנרגיה של יותר מ-300Wh/kg. הפעם טוענת Weilai שסוללות המצב המוצק שהיא משתמשת בה השיגו צפיפות אנרגיה גבוהה במיוחד של 360Wh/kg.

גם המקורבים בתעשייה הנ”ל מאמינים שסוללה זו תהווה צעד חשוב לקראת עתיד החשמול. צפיפות האנרגיה של סוללות מצב מוצק צפויה להגיע פי שניים עד שלוש מזו של סוללות ליתיום-יון הנוכחיות, ותהיה קלה יותר, אורך חיים ארוך יותר ובטוחה יותר מהסוללות הנוכחיות.

בטיחות תמיד הייתה צל על תעשיית סוללות החשמל.

בשנת 2020, המדינה שלי הטמיעה סך של 199 ריקולים של מכוניות, שכללו 6,682,300 כלי רכב, מתוכם 31 רכבי אנרגיה חדשים הוחזרו. במיחזור של רכבי אנרגיה חדשים, לסוללת החשמל עשויות להיות סכנות בטיחותיות פוטנציאליות כמו בריחת תרמית ובערה ספונטנית. זה עדיין מיחזור של רכבי אנרגיה חדשים. סיבה מרכזית. לעומת זאת, התכונה הגדולה ביותר של אלקטרוליטים מוצקים היא שהם אינם קלים לשריפה, ובכך משפרים מהותית את הבטיחות של רכבי אנרגיה חדשים.

טויוטה נכנסה מוקדם מאוד לתחום המצברים המוצקים. מאז 2004, טויוטה מפתחת סוללות במצב מוצק וצברה טכנולוגיית מצב מוצק ממקור ראשון. במאי 2019, טויוטה הציגה דוגמאות של סוללת המצב המוצק שלה שנמצאת בשלב ייצור הניסיון. על פי התוכנית של טויוטה, היא מתכננת להגדיל את צפיפות האנרגיה של סוללות מצב מוצק ליותר מפי שניים מצפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום קיימות עד 2025, שצפויה להגיע ל-450Wh/kg. עד אז, לכלי רכב חשמליים המצוידים בסוללות מצב מוצק יהיה גידול משמעותי בטווח השיוט, אשר דומה לרכבי הדלק הנוכחיים.

במקביל, BAIC New Energy הודיעה גם על השלמת הזמנתו של אב-טיפוס חשמלי טהור ראשון המצויד במערכת סוללות מוצק. בתחילת 2020, BAIC New Energy הכריזה על “תוכנית 2029”, הכוללת בניית מערכת אנרגיה מגוונת עם מערכת הנעה אנרגטית “שלושה באחד” של סוללות ליתיום-יון, סוללות מצב מוצק ודלק. תאים.

לקראת הקרב העז הזה, עידן Ningde עשה גם פריסה מתאימה.

במאי 2020, Zeng Yuqun, יו”ר CATL, חשף שסוללות מוצק אמיתיות זקוקות למתכת ליתיום בתור האלקטרודה השלילית כדי להגביר את צפיפות האנרגיה. CATL ממשיכה להשקיע במחקר חדשני ומו”פ מוצרים בסוללות מוצק וטכנולוגיות אחרות.

ברור שבתחום סוללות הכוח יצא בשקט בשקט קרב שיבוש המבוסס על סוללות מוצק, והמנהיגות הטכנולוגית המבוססת על סוללות מוצק תהפוך לקו פרשת מים בתחום סוללות הכוח.

סוללות מצב מוצק עדיין מתמודדות עם כבלים

לפי החישובים של SNEResearchd, שטח שוק הסוללות במצב מוצק במדינה שלי צפוי להגיע ל-3 מיליארד יואן ב-2025 ול-20 מיליארד יואן ב-2030.

למרות שטח השוק העצום, יש שתי בעיות עיקריות העומדות בפני סוללות מוצק, טכנולוגיה ועלות. כיום קיימות בעולם שלוש מערכות חומר עיקריות לאלקטרוליטים מוצקים בסוללות במצב מוצק, כלומר אלקטרוליטים פולימריים לגמרי מוצקים, תחמוצת לגמרי מוצקים ואלקטרוליטים גופרתיים לגמרי. סוללת המצב המוצק שהוזכר על ידי וילאי היא למעשה סוללה מוצקה למחצה, כלומר אלקטרוליט נוזלי וערבוב של אלקטרוליטים מוצקים תחמוצתיים.

מנקודת המבט של אפשרויות ייצור המוני, סוללות במצב מוצק אכן יכולות לפתור את בעיות הבטיחות הנוכחיות של סוללות נוזליות. עם זאת, מכיוון שהמוליכות של שתי מערכות החומר הראשונות היא בעיה תיאורטית ולא בעיה תהליכית, היא עדיין זקוקה לכמות מסוימת של השקעה במחקר ופיתוח כדי לפתור אותה. בנוסף, לא ניתן להתמודד באופן יעיל באופן זמני עם “סכנות הייצור” של מערכת הגופרית. ובעיית העלויות גדולה יותר.

הדרך לתיעוש של סוללות מצב מוצק עדיין חסומה לעתים קרובות. אם אתה באמת רוצה ליהנות מבונוס צפיפות האנרגיה של סוללות במצב מוצק, עליך להחליף את מערכת האלקטרודות השליליות ממתכת ליתיום בצפיפות אנרגיה גבוהה יותר. ניתן להשיג זאת באמצעות הבטיחות של סוללות במצב מוצק, וצפיפות האנרגיה של הסוללה יכולה להגיע למעל 500Wh/kg. אבל הקושי הזה עדיין גדול מאוד. המחקר והפיתוח של סוללות מצב מוצק עדיין בשלב הניסוי המדעי במעבדה, שרחוק מתיעוש.

דוגמה שניתן לצטט היא שבמרץ 2020, Nezha Motors הוציאה דגם חדש של Nezha U המצויד בסוללות מוצק. לפי Nezha Motors, Nezha U מתכננת לדווח למשרד התעשייה וטכנולוגיית המידע באוקטובר אשתקד. מיוצרים 500 סטים. עם זאת, נכון לעכשיו, 500 מכוניות סוללה של Nezha מצב מוצק עדיין חסרות.

עם זאת, גם אם לסוללות מצב מוצק יש טכנולוגיה בוגרת, ייצור המוני עדיין צריך לפתור את תחרות העלות עם סוללות ליתיום נוזליות. לי בין אמר גם שהקושי בייצור המוני של סוללות מוצק הוא שהעלות גבוהה מדי, ובעיית העלות היא מסחור של טכנולוגיית סוללות מוצק. האתגר הכי גדול.

בעיקרו של דבר, טווח השיוט ועלות השימוש (עלות הרכב כולו והסוללה החלופית) הם עדיין החוליה החלשה של כלי רכב חשמליים, והצלחת כל טכנולוגיה חדשה חייבת לפתור את שתי הבעיות העיקריות הללו בו זמנית. לפי חישובים, העלות הכוללת של סוללת מצב מוצק המשתמשת גם באלקטרודה שלילית של גרפיט היא 158.8$/קוט”ש, שזה גבוה ב-34% מהעלות הכוללת של סוללה נוזלית של 118.7$/קוט”ש.

בסך הכל, סוללות מצב מוצק עדיין נמצאות בשלב מעבר, ויש לפתור בעיות טכניות ועלויות בדחיפות. עם זאת, עבור תעשיית סוללות החשמל, סוללות מצב מוצק הן עדיין הקרקע הגבוהה במחצית השנייה של המשחק.

סבב חדש של מהפכת טכנולוגיית הסוללה מגיע, ואף אחד לא רוצה לפגר במחצית השנייה של הקרב.