9 января на «2020NIODay», проводимом Weilai, в дополнение к официальному дебюту ET7, который известен как «интеграция самых передовых технологий в настоящее время», было также объявлено, что Weilai ET7 оснащен твердотельными батареями. будет в четвертом квартале 2022 года. На рынке его удельная энергия достигает 360 Втч / кг, а с твердотельными батареями пробег Weilai ET7 может достигать более 1,000 километров без подзарядки.

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.

Но независимо от того, кто поставщик твердотельных аккумуляторов NIO, твердотельные аккумуляторы – лучшее решение многих проблем при разработке транспортных средств на новой энергии, и они также являются важным направлением развития в индустрии аккумуляторных батарей.

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.”

Аккумуляторная батарея по всему миру

Нагревание и охлаждение в производстве аккумуляторных батарей неотделимо от автомобильной промышленности на новой энергии, и с постепенным восстановлением рынка автомобилей на новой энергии конкуренция в отрасли аккумуляторных батарей становится все более ожесточенной.

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.

Эпоха Ниндэ первой столкнулась с серьезными проблемами.

13 января южнокорейская маркетинговая исследовательская организация SNEResearch обнародовала соответствующие данные о мировом рынке аккумуляторных батарей в 2020 году. Данные показывают, что в 2020 году глобальная установленная мощность аккумуляторных батарей на электромобилях достигнет 137 ГВтч, увеличившись по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. 17%, из которых CATL побеждает в чемпионате четвертый год подряд, а годовая установленная мощность достигла 34 ГВтч, что на 2% больше, чем годом ранее.

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.

С тех пор как в 2013 году была официально введена новая политика субсидирования энергетических транспортных средств, промышленность аккумуляторных батарей, которая тесно связана с отраслью новых энергетических транспортных средств, когда-то стала началом быстрого развития.

После 2015 года Министерство промышленности и информационных технологий выпустило программные документы, такие как «Стандарты и стандарты индустрии автомобильных аккумуляторов» и «Справочник производителей аккумуляторных батарей». Японские и южнокорейские компании по производству аккумуляторных батарей были «изгнаны», и развитие отечественной индустрии аккумуляторных батарей достигло своего пика.

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.

В то же время компании, производящие аккумуляторные батареи с иностранными инвестициями, уже давно готовы сдвинуть с мертвой точки на китайском рынке. С 2018 года японские и корейские производители аккумуляторных батарей, такие как Samsung SDI, LG Chem, SKI и др., Начали ускорять «контратаку» китайского рынка и увеличивать производственные мощности аккумуляторных батарей. Среди них завершены и запущены в производство заводы по производству аккумуляторных батарей Samsung SDI и LG Chem. Внутренний рынок аккумуляторных батарей. Представляем модель «убийства трех королевств» Китая, Японии и Южной Кореи.

Самый агрессивный – LG Chem. Поскольку серия Model 3, производимая Шанхайской гигафабрикой Tesla, использует аккумуляторы LG Chem, она не только стимулировала быстрый рост LG Chem, но и заблокировала эру Ningde. В первом квартале 2020 года LG Chem, которая изначально занимала третье место, одним махом превзошла эпоху Ningde и стала крупнейшей в мире компанией по производству аккумуляторных батарей с долей рынка.

В то же время BYD также перешел в наступление.

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.”

Фактически, лезвийные батареи больше связаны с усовершенствованием технологий производства и обработки батарей, а не с революционными инновациями в материалах и технологиях. В настоящее время тройная литиевая батарея и литий-железо-фосфатная батарея, обычно используемые в электромобилях, являются литий-ионными батареями, а литиевая батарея с самой высокой плотностью энергии составляет 260 Втч / кг. Промышленность в целом считает, что плотность энергии литий-ионных батарей близка к пределу. Трудно превысить 300 Втч / кг.

Вторая половина карточной игры началась

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.

По сравнению с традиционными литиевыми батареями твердотельные батареи имеют много преимуществ, таких как более высокая плотность энергии, лучшая безопасность и меньший размер, и рассматриваются в отрасли как направление развития силовых батарей.

В отличие от литиевых батарей, в которых в качестве электролитов используются электролиты, в технологии твердотельных аккумуляторов в качестве проводящих материалов используются твердые стеклянные соединения из лития и натрия. Поскольку твердый проводящий материал не обладает текучестью, проблема литиевых дендритов решается естественным образом, и промежуточная диафрагма и графитовый анодный материал для обеспечения стабильности могут быть удалены, что позволяет сэкономить много места. Таким образом, доля электродных материалов может быть увеличена в максимально возможной степени в ограниченном пространстве батареи, тем самым увеличивая плотность энергии. Теоретически твердотельные батареи могут легко достичь плотности энергии более 300 Втч / кг. На этот раз Weilai утверждает, что твердотельные батареи, которые он использует, достигли сверхвысокой плотности энергии 360 Втч / кг.

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.

Безопасность всегда была тенью для индустрии аккумуляторных батарей.

В 2020 году в моей стране было отозвано в общей сложности 199 автомобилей, в том числе 6,682,300 31 XNUMX автомобилей, из которых был отозван XNUMX автомобиль на новой энергии. При переработке транспортных средств, работающих на новой энергии, аккумуляторная батарея может представлять потенциальную угрозу безопасности, например, термический разгон и самовозгорание. Это по-прежнему переработка транспортных средств на новой энергии. основная причина. Напротив, самая большая особенность твердых электролитов заключается в том, что их нелегко сжечь, что существенно повышает безопасность транспортных средств на новой энергии.

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.

В то же время BAIC New Energy также объявила о завершении ввода в эксплуатацию первого чисто электрического прототипа транспортного средства, оснащенного системой твердотельных аккумуляторов. В начале 2020 года BAIC New Energy анонсировала «План до 2029 года», который включает строительство диверсифицированной энергетической системы с системой привода энергии «три в одном», состоящей из литий-ионных батарей, твердотельных батарей и топлива. клетки.

Для этой грядущей ожесточенной битвы эпоха Ниндэ также сделала соответствующий макет.

В мае 2020 года Цзэн Юйцюнь, председатель CATL, сообщил, что для настоящих твердотельных батарей нужен металлический литий в качестве отрицательного электрода для увеличения плотности энергии. CATL продолжает инвестировать в передовые исследования и разработки в области твердотельных батарей и других технологий.

Очевидно, что в области силовых аккумуляторов незаметно началась битва с помехами на основе твердотельных аккумуляторов, и технологическое лидерство, основанное на твердотельных аккумуляторах, станет водоразделом в области силовых аккумуляторов.

Твердотельные батареи по-прежнему скованы оковами

Согласно расчетам SNEResearchd, ожидается, что объем рынка твердотельных батарей в моей стране достигнет 3 миллиардов юаней в 2025 году и 20 миллиардов юаней в 2030 году.

Несмотря на огромную рыночную площадь, твердотельные батареи сталкиваются с двумя основными проблемами: технологией и стоимостью. В настоящее время в мире существует три основных системы материалов для твердых электролитов в твердотельных аккумуляторах, а именно: твердые полимерные, твердые оксидные и твердые сульфидные электролиты. Твердотельная батарея, упомянутая Weilai, на самом деле является полутвердой батареей, то есть жидким электролитом и смесью оксидных твердых электролитов.

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.

Путь к индустриализации твердотельных батарей по-прежнему часто преграждается. Если вы хотите по-настоящему насладиться бонусом к удельной энергии твердотельных батарей, вы должны заменить литиево-металлическую систему отрицательных электродов на более высокую плотность энергии. Это может быть достигнуто за счет безопасности твердотельных батарей, а плотность энергии батареи может достигать более 500 Втч / кг. Но эта трудность все еще очень велика. Исследования и разработки твердотельных аккумуляторов все еще находятся в стадии лабораторных научных экспериментов, которые далеки от индустриализации.

В качестве примера можно привести то, что в марте 2020 года Nezha Motors выпустила новую модель Nezha U, оснащенную твердотельными аккумуляторами. Как сообщает Nezha Motors, Nezha U планирует отчитаться перед Министерством промышленности и информационных технологий в октябре прошлого года. Произведено 500 комплектов. Однако на данный момент 500 автомобилей Nezha с твердотельными аккумуляторами все еще отсутствуют.

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.

По сути, запас хода и стоимость использования (стоимость всего транспортного средства и сменной батареи) по-прежнему являются слабыми звеньями электромобилей, и успех любой новой технологии должен решить эти две основные проблемы одновременно. Согласно расчетам, общая стоимость твердотельной батареи, в которой также используется графитовый отрицательный электрод, составляет 158.8 $ / кВтч, что на 34% выше, чем общая стоимость жидкой батареи в 118.7 $ / кВтч.

В целом твердотельные аккумуляторы все еще находятся в переходной стадии, и необходимо срочно решать технические и финансовые проблемы. Тем не менее, для индустрии аккумуляторных батарей твердотельные батареи по-прежнему остаются на высоте во второй половине игры.

Грядет новый виток революции в аккумуляторных технологиях, и никто не хочет отставать во второй половине битвы.