9. januar, på “2020NIODay” holdt av Weilai, i tillegg til den offisielle debuten til ET7, som er kjent som den “for tiden mest avanserte teknologiintegrasjonen”, ble det også kunngjort at Weilai ET7 utstyrt med solid-state batterier vil være i fjerde kvartal 2022. På markedet når energitettheten 360Wh/kg, og med solid-state batterier kan kjørelengden til Weilai ET7 nå mer enn 1,000 kilometer på en enkelt lading.

Li Bin, grunnleggeren av Weilai, var imidlertid taus om leverandøren av solid-state-batterier, og sa bare at Weilai Automobile har et veldig nært samarbeidsforhold med solid-state batterileverandører og er definitivt bransjens ledende selskap. Basert på Li Bins ord mistenker omverdenen at denne solid-state batterileverandøren sannsynligvis er i Ningde-tiden.

Men uansett hvem NIOs solid-state batterileverandør er, er solid state batterier den beste løsningen på mange problemer i utviklingen av nye energikjøretøyer, og de er også en viktig utviklingsretning i kraftbatteriindustrien.

En person i strømbatteriindustrien tror at solid-state batterier vil være de teknologiske ledende høydene til neste generasjon høyytelses strømbatterier. “Fagnet for solid-state-batterier har gått inn i stadiet av et “våpenkappløp” med mange markedsdeltakere, inkludert bilselskaper, batteriselskaper, investeringsinstitusjoner og vitenskapelig forskning. Institusjoner og andre spiller spill i de tre aspektene kapital, teknologi og talent. Hvis de ikke søker forandring, vil de være ute av spillet.»

Strømbatteri over hele verden

Oppvarming og avkjøling av kraftbatteriindustrien er uatskillelige fra den nye energibilindustrien, og med den gradvise gjenopprettingen av det nye energibilmarkedet har konkurransen i kraftbatteriindustrien blitt stadig hardere.

Det er verdt å nevne at strømbatteriet er kjent som “hjertet” til nye energikjøretøyer, og står for 30% til 40% av kostnadene til kjøretøyet. Av denne grunn ble strømbatteriindustrien en gang ansett som et gjennombruddspunkt i bilindustriens neste æra. Men med nedkjølingen av politikken og tilbakekomsten av utenlandske merker, står kraftbatteriindustrien også overfor de samme alvorlige utfordringene som den nye energibilindustrien.

Ningde-tiden var den første som møtte alvorlige utfordringer.

Den 13. januar annonserte den sørkoreanske markedsundersøkelsesorganisasjonen SNEResearch relevante data om det globale kraftbatterimarkedet i 2020. Data viser at i 2020 vil den globale installerte kapasiteten til strømbatterier på elektriske kjøretøy nå 137GWh, en år-til-år økning på 17 %, hvorav CATL vant mesterskapet for fjerde år på rad, og den årlige installerte kapasiteten nådde 34 GWh, en år-til-år økning på 2 %.

For kraftbatteriselskaper bestemmer den installerte kapasiteten deres markedsposisjon. Selv om den installerte kapasiteten til CATL fortsatt opprettholder en fordel, sett fra perspektivet til økningen i global forretningsvekst, er den installerte kapasiteten til CATL langt lavere enn den globale vekstraten. I tvil, japanske og koreanske batteriselskaper representert ved LG Chem, Panasonic og SKI ekspanderer raskt.

Siden den nye subsidiepolitikken for energibiler ble offisielt introdusert i 2013, har kraftbatteriindustrien, som er nært knyttet til den nye energibilindustrien, en gang innledet en rask utvikling.

Etter 2015 utstedte departementet for industri og informasjonsteknologi policydokumenter som “Automotive Power Battery Industry Standards and Standards” og “Power Battery Manufacturers Directory”. Japanske og sørkoreanske strømbatteriselskaper ble “utvist”, og utviklingen av den innenlandske strømbatteriindustrien nådde sitt høydepunkt.

Men i juni 2019, med strammet retningslinjer, høyere terskler og endringer i ruter, opplevde et stort antall strømbatteriselskaper en periode med kamp og forsvant til slutt. Innen 2020 er antallet innenlandske batteriselskaper redusert til mer enn 20.

Samtidig har utenlandsk investerte kraftbatteriselskaper lenge vært klare til å flytte fettet i det kinesiske markedet. Siden 2018 har japanske og koreanske kraftbatteriselskaper som Samsung SDI, LG Chem, SKI, etc. begynt å akselerere “motangrepet” på det kinesiske markedet og utvide produksjonskapasiteten for strømbatterier. Blant dem er strømbatterifabrikkene til Samsung SDI og LG Chem ferdigstilt og satt i produksjon. Det innenlandske kraftbatterimarkedet Presenterer “Three Kingdoms Killing”-mønsteret i Kina, Japan og Sør-Korea.

Den mest aggressive er LG Chem. Siden Model 3-serien produsert av Teslas Shanghai Gigafactory bruker LG Chem-batterier, har den ikke bare drevet den raske veksten til LG Chem, men også blokkert Ningde-tiden. I første kvartal av 2020 overgikk LG Chem, som opprinnelig ble nummer tre, Ningde-tiden med ett slag og ble verdens største strømbatteriselskap med markedsandeler.

Samtidig startet også BYD en offensiv.

I mars 2020 ga BYD ut bladbatterier og begynte å levere dem til tredjeparts bilselskaper. Wang Chuanfu sa: “Under den store strategien med full åpning, har den uavhengige splittelsen av BYD Battery blitt satt på dagsordenen, og det forventes å gjennomføre en børsnotering rundt 2022.”

Faktisk handler bladbatterier mer om forbedringer innen batteriproduksjon og prosesseringsteknologi, og ingen banebrytende innovasjoner innen materialer og teknologi. For tiden er det ternære litiumbatteriet og litiumjernfosfatbatteriet som vanligvis brukes i elektriske kjøretøy, begge litiumionbatterier, og litiumbatteriet med høyest energitetthet er 260Wh/kg. Industrien mener generelt at energitettheten til litium-ion-batterier er nær grensen. Det er vanskelig å overstige 300Wh/kg.

Kortspillet i andre omgang har startet

Et ubestridelig faktum er at den som først kan bryte gjennom den tekniske flaskehalsen, vil kunne gripe muligheten i andre omgang.

Allerede i desember 2019 ga departementet for industri og informasjonsteknologi ut “New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)”, som inkluderte akselerering av FoU og industrialisering av solid-state batteriteknologi som en “New Energy Vehicle Core” Teknologiforskningsprosjekt”. Fremme solid-state-batteriet til det nasjonale strategiske nivået.

De siste årene har mainstream-bilselskaper i inn- og utland, som Toyota, Nissan Renault, GM, BAIC og SAIC, begynt å trappe opp FoU og industrialisering av solid-state batterier. Samtidig har batteriselskaper som Tsingtao Energy, LG Chem og Massachusetts Solid Energy også begynt Forberedelser for bygging av solid-state batterifabrikker, inkludert solid-state batteri produksjonslinjer som allerede er satt i drift.

Sammenlignet med tradisjonelle litiumbatterier har solid-state batterier mange fordeler som høyere energitetthet, bedre sikkerhet og mindre størrelse, og anses av industrien for å være utviklingsretningen for kraftbatterier.

I motsetning til litiumbatterier som bruker elektrolytter som elektrolytter, bruker solid-state batteriteknologi solide glassforbindelser laget av litium og natrium som ledende materialer. Siden det faste ledende materialet ikke har fluiditet, er problemet med litiumdendritter naturlig løst, og mellommembranen og grafittanodematerialet for å sikre stabilitet kan fjernes, noe som sparer mye plass. På denne måten kan andelen elektrodematerialer økes så mye som mulig i batteriets begrensede plass, og dermed øke energitettheten. I teorien kan solid-state batterier enkelt oppnå en energitetthet på mer enn 300Wh/kg. Denne gangen hevder Weilai at solid-state-batteriene den bruker har oppnådd en ultrahøy energitetthet på 360Wh/kg.

Ovennevnte bransjeinnsidere mener også at dette batteriet vil være et viktig skritt mot fremtidens elektrifisering. Energitettheten til solid-state-batterier forventes å nå to til tre ganger større enn dagens litium-ion-batterier, og vil være lettere, lengre levetid og sikrere enn dagens batterier.

Sikkerhet har alltid vært en skygge over strømbatteriindustrien.

I 2020 implementerte landet mitt totalt 199 tilbakekallinger av biler, som involverte 6,682,300 31 XNUMX kjøretøy, hvorav XNUMX nye energikjøretøyer ble tilbakekalt. Ved resirkulering av nye energikjøretøyer kan strømbatteriet ha potensielle sikkerhetsrisikoer som termisk løping og selvantennelse. Det er fortsatt resirkulering av nye energikjøretøyer. hovedårsaken. I motsetning til dette er den største egenskapen til faste elektrolytter at de ikke er enkle å brenne, og dermed forbedrer sikkerheten til nye energikjøretøyer fundamentalt.

Toyota kom veldig tidlig inn på feltet for solid-state-batterier. Siden 2004 har Toyota utviklet helfase-batterier og har akkumulert førstehånds solid-state-batteriteknologi. I mai 2019 stilte Toyota ut prøver av sitt hel-solid-state-batteri som er i prøveproduksjonsstadiet. I følge Toyotas plan planlegger den å øke energitettheten til solid state-batterier til mer enn det dobbelte av energitettheten til eksisterende litiumbatterier innen 2025, som forventes å nå 450Wh/kg. Da vil elektriske kjøretøyer utstyrt med solid-state-batterier ha en betydelig økning i cruiserekkevidde, som kan sammenlignes med dagens drivstoffbiler.

Samtidig kunngjorde BAIC New Energy også ferdigstillelsen av igangkjøringen av det første rene elektriske prototypekjøretøyet utstyrt med et solid-state batterisystem. I begynnelsen av 2020 kunngjorde BAIC New Energy “2029-planen”, som inkluderer bygging av et diversifisert energisystem med et “tre-i-ett” energidrivsystem av litium-ion-batterier, solid-state-batterier og drivstoff celler.

For denne kommende voldsomme kampen har Ningde-tiden også laget en tilsvarende layout.

I mai 2020 avslørte Zeng Yuqun, styreleder i CATL, at ekte solid-state-batterier trenger litiummetall som den negative elektroden for å øke energitettheten. CATL fortsetter å investere i banebrytende forskning og produkt-FoU innen solid-state-batterier og andre teknologier.

Innen strømbatterier har åpenbart en jamming-kamp basert på solid-state-batterier startet stille, og det teknologiske lederskapet basert på solid-state-batterier vil bli et vannskille innen kraftbatterier.

Solid-state-batterier møter fortsatt sjakler

I følge SNEResearchds beregninger forventes mitt lands solid-state batterimarked å nå 3 milliarder yuan i 2025 og 20 milliarder yuan i 2030.

Til tross for den enorme markedsplassen, er det to store problemer med solid-state-batterier, teknologi og kostnader. For tiden er det tre hovedmaterialsystemer for faste elektrolytter i faststoff-batterier i verden, nemlig polymer-helfaste, oksid-helfaste og sulfid-helfaste elektrolytter. Solid-state-batteriet nevnt av Weilai er faktisk et halv-solid batteri, det vil si flytende elektrolytt og blanding av oksid faste elektrolytter.

Fra perspektivet til masseproduksjonsmuligheter kan solid-state-batterier faktisk løse de gjeldende sikkerhetsproblemene til flytende batterier. Men fordi konduktiviteten til de to første materialsystemene er et teoretisk problem snarere enn et prosessproblem, trenger det fortsatt en viss mengde FoU-investeringer for å løse det. I tillegg kan ikke “produksjonsfarene” ved sulfidsystemet effektivt håndteres midlertidig. Og kostnadsproblemet er større.

Veien til industrialiseringen av solid-state batterier er fortsatt ofte hindret. Hvis du virkelig vil nyte energitetthetsbonusen til solid-state batterier, må du erstatte litiummetallets negative elektrodesystem med høyere energitetthet. Dette kan oppnås gjennom sikkerheten til solid-state batterier, og batteriets energitetthet kan nå over 500Wh/kg. Men denne vanskeligheten er fortsatt veldig stor. Forskningen og utviklingen av solid-state-batterier er fortsatt i det vitenskapelige laboratorieeksperimentstadiet, som er langt fra industrialisering.

Et eksempel som kan nevnes er at i mars 2020 ga Nezha Motors ut en ny modell av Nezha U utstyrt med solid-state batterier. Ifølge Nezha Motors planlegger Nezha U å rapportere til departementet for industri og informasjonsteknologi i oktober i fjor. Det produseres 500 sett. Per nå mangler imidlertid fortsatt 500 Nezha solid-state batteribiler.

Men selv om solid-state-batterier har moden teknologi, må masseproduksjon fortsatt løse kostnadskonkurransen med flytende litiumbatterier. Li Bin sa også at vanskeligheten med masseproduksjon av solid-state-batterier er at kostnadene er for høye, og kostnadsproblemet er kommersialiseringen av solid-state-batteriteknologi. Den største utfordringen.

I hovedsak er cruiserekkevidden og brukskostnadene (kostnaden for hele kjøretøyet og erstatningsbatteriet) fortsatt de svake leddene til elektriske kjøretøy, og suksessen til enhver ny teknologi må løse disse to store problemene samtidig. I følge beregninger er den totale kostnaden for et solid-state batteri som også bruker en negativ grafittelektrode 158.8$/kWh, som er 34 % høyere enn totalkostnaden for et flytende batteri på 118.7$/kWh.

Generelt er solid-state-batterier fortsatt i en overgangsfase, og tekniske og kostnadsmessige problemer må løses snarest. Ikke desto mindre, for kraftbatteriindustrien, er solid-state-batterier fortsatt høydepunktet i andre halvdel av spillet.

En ny runde med batteriteknologirevolusjon kommer, og ingen ønsker å falle bak i andre halvdel av kampen.