Dňa 9. januára, na „2020NIODay“, ktorý organizoval Weilai, bolo okrem oficiálneho debutu ET7, ktorý je známy ako „momentálne najpokročilejšia technologická integrácia“, tiež oznámené, že Weilai ET7 je vybavený polovodičovými batériami bude v štvrtom štvrťroku 2022. Na trhu jeho energetická hustota dosahuje 360Wh/kg a s polovodičovými batériami dokáže dojazd Weilai ET7 dosiahnuť viac ako 1,000 kilometrov na jedno nabitie.

Li Bin, zakladateľ spoločnosti Weilai, však o dodávateľovi polovodičových batérií mlčal a povedal len, že spoločnosť Weilai Automobile má veľmi úzky kooperatívny vzťah s dodávateľmi polovodičových batérií a je rozhodne vedúcou spoločnosťou v tomto odvetví. Na základe Li Binových slov má vonkajší svet podozrenie, že tento dodávateľ polovodičových batérií bude pravdepodobne v ére Ningde.

Ale bez ohľadu na to, kto je dodávateľom polovodičových batérií NIO, polovodičové batérie sú najlepším riešením mnohých problémov pri vývoji nových energetických vozidiel a sú tiež dôležitým smerom vývoja v odvetví energetických batérií.

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.”

Napájacia batéria po celom svete

Vykurovanie a chladenie priemyslu energetických batérií sú neoddeliteľné od automobilového priemyslu s novou energiou a s postupným oživením trhu s novými energetickými automobilmi sa konkurencia v odvetví energetických batérií stáva čoraz tvrdšou.

Stojí za zmienku, že napájacia batéria je známa ako „srdce“ nových energetických vozidiel a predstavuje 30 % až 40 % nákladov na vozidlo. Z tohto dôvodu bol priemysel energetických batérií kedysi považovaný za prelomový bod v ďalšej ére automobilového priemyslu. S ochladzovaním politík a návratom zahraničných značiek však aj odvetvie energetických batérií čelí rovnakým náročným výzvam ako nový energetický automobilový priemysel.

Éra Ningde bola prvá, ktorá čelila vážnym výzvam.

Juhokórejská organizácia pre prieskum trhu SNEResearch oznámila 13. januára relevantné údaje o globálnom trhu s napájacími batériami v roku 2020. Údaje ukazujú, že v roku 2020 dosiahne globálna inštalovaná kapacita napájacích batérií na elektrických vozidlách 137 GWh, čo je medziročný nárast o 17 %, z toho CATL získala prvenstvo už štvrtý rok po sebe a ročná inštalovaná kapacita dosiahla 34 GWh, čo predstavuje medziročný nárast o 2 %.

Pre spoločnosti vyrábajúce elektrické batérie určuje ich postavenie na trhu inštalovaná kapacita. Aj keď si inštalovaná kapacita CATL stále zachováva výhodu, z pohľadu nárastu globálneho obchodného rastu je inštalovaná kapacita CATL oveľa nižšia ako celosvetové tempo rastu. Japonské a kórejské spoločnosti vyrábajúce batérie zastúpené spoločnosťami LG Chem, Panasonic a SKI rýchlo expandujú.

Odkedy bola v roku 2013 oficiálne predstavená nová politika dotácií pre energetické vozidlá, odvetvie elektrických batérií, ktoré je úzko späté s priemyslom nových energetických vozidiel, raz znamenalo rýchly rozvoj.

Po roku 2015 ministerstvo priemyslu a informačných technológií vydalo politické dokumenty, ako napríklad „Štandardy a štandardy pre automobilové batérie“ a „Adresár výrobcov energetických batérií“. Japonské a juhokórejské spoločnosti vyrábajúce batérie boli „vyhostené“ a rozvoj domáceho priemyslu energetických batérií dosiahol svoj vrchol.

V júni 2019 však so sprísnenými politikami, vyššími prahovými hodnotami a zmenami v trasách zažilo veľké množstvo spoločností zaoberajúcich sa energetickými batériami obdobie boja a nakoniec zanikli. Do roku 2020 sa počet domácich spoločností vyrábajúcich batérie znížil na viac ako 20.

Spoločnosti s napájacími batériami so zahraničnými investíciami sú zároveň už dlho pripravené premiestniť tuk na čínskom trhu. Od roku 2018 začali japonské a kórejské spoločnosti vyrábajúce batérie ako Samsung SDI, LG Chem, SKI atď. zrýchľovať „protiútok“ čínskeho trhu a rozširovať kapacitu výroby napájacích batérií. Medzi nimi boli dokončené a uvedené do výroby továrne na batérie spoločností Samsung SDI a LG Chem. Domáci trh s napájacími batériami Predstavujeme model „zabíjania troch kráľovstiev“ Číny, Japonska a Južnej Kórey.

Najagresívnejší je LG Chem. Keďže séria Model 3 vyrábaná továrňou Tesla v Shanghai Gigafactory využíva batérie LG Chem, nielenže poháňala rýchly rast LG Chem, ale zablokovala aj éru Ningde. V prvom štvrťroku 2020 spoločnosť LG Chem, ktorá sa pôvodne umiestnila na treťom mieste, jedným ťahom prekonala éru Ningde a stala sa najväčšou svetovou spoločnosťou v oblasti energetických batérií s podielom na trhu.

V rovnakom čase začala ofenzíva aj BYD.

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.”

V skutočnosti sú lopatkové batérie skôr o vylepšeniach vo výrobe a technológii spracovania batérií a o žiadne prelomové inovácie v materiáloch a technológii. V súčasnosti sú ternárna lítiová batéria a lítium-železofosfátová batéria bežne používané v elektrických vozidlách lítium-iónové batérie a lítiová batéria s najvyššou hustotou energie je 260 Wh/kg. Priemysel sa vo všeobecnosti domnieva, že energetická hustota lítium-iónových batérií je blízko limitu. Je ťažké prekročiť 300 Wh/kg.

Kartová hra v druhom polčase sa začala

An undeniable fact is that whoever can break through the technical bottleneck first will be able to seize the opportunity in the second half.

Ministerstvo priemyslu a informačných technológií už v decembri 2019 zverejnilo „Plán rozvoja odvetvia nových energetických vozidiel (2021 – 2035)“, ktorý zahŕňal urýchlenie výskumu a vývoja a industrializáciu technológie polovodičových batérií ako „Jadro nového energetického vozidla. Projekt technologického výskumu“. Povýšiť polovodičovú batériu na národnú strategickú úroveň.

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.

V porovnaní s tradičnými lítiovými batériami majú polovodičové batérie mnoho výhod, ako je vyššia hustota energie, lepšia bezpečnosť a menšia veľkosť, a priemysel ich považuje za smer vývoja napájacích batérií.

Na rozdiel od lítiových batérií, ktoré ako elektrolyty používajú elektrolyty, technológia pevných batérií využíva ako vodivé materiály pevné sklenené zlúčeniny vyrobené z lítia a sodíka. Pretože pevný vodivý materiál nemá tekutosť, problém lítiových dendritov je prirodzene vyriešený a stredná membrána a materiál grafitovej anódy na zaistenie stability môžu byť odstránené, čím sa ušetrí veľa miesta. Týmto spôsobom možno v obmedzenom priestore batérie čo najviac zvýšiť podiel elektródových materiálov, čím sa zvýši hustota energie. Teoreticky môžu polovodičové batérie ľahko dosiahnuť energetickú hustotu viac ako 300 Wh/kg. Tentoraz Weilai tvrdí, že polovodičové batérie, ktoré používa, dosiahli ultra vysokú hustotu energie 360 ​​Wh/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.

Bezpečnosť bola vždy tieňom priemyslu napájacích batérií.

V roku 2020 moja krajina zaviedla celkovo 199 stiahnutí automobilov, čo zahŕňalo 6,682,300 31 XNUMX vozidiel, z ktorých bolo stiahnutých XNUMX nových energetických vozidiel. Pri recyklácii nových energetických vozidiel môže mať batéria potenciálne bezpečnostné riziká, ako je tepelný únik a samovznietenie. Stále ide o recykláciu nových energetických vozidiel. hlavný dôvod. Naproti tomu najväčšou vlastnosťou pevných elektrolytov je, že sa nedajú ľahko spáliť, čím sa zásadne zvyšuje bezpečnosť nových energetických vozidiel.

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.

BAIC New Energy zároveň oznámila dokončenie uvedenia prvého čisto elektrického prototypu vozidla vybaveného polovodičovým batériovým systémom do prevádzky. Začiatkom roka 2020 BAIC New Energy oznámila „Plán 2029“, ktorý zahŕňa výstavbu diverzifikovaného energetického systému s energetickým pohonným systémom „tri v jednom“ lítium-iónových batérií, polovodičových batérií a paliva. bunky.

Pre túto nadchádzajúcu divokú bitku vytvorila éra Ningde aj zodpovedajúce rozloženie.

V máji 2020 Zeng Yuqun, predseda CATL, odhalil, že skutočné polovodičové batérie potrebujú lítium ako zápornú elektródu na zvýšenie hustoty energie. CATL naďalej investuje do špičkového výskumu a výskumu a vývoja produktov v oblasti polovodičových batérií a iných technológií.

Je zrejmé, že v oblasti napájacích batérií sa v tichosti rozbehla rušivá bitka založená na polovodičových batériách a technologické prvenstvo založené na polovodičových batériách sa stane predelom v oblasti napájacích batérií.

Pevné batérie stále čelia putám

Podľa výpočtov SNEResearchd sa očakáva, že trhový priestor pevných batérií v mojej krajine dosiahne 3 miliardy juanov v roku 2025 a 20 miliárd juanov v roku 2030.

Napriek obrovskému priestoru na trhu existujú dva hlavné problémy, ktorým čelia polovodičové batérie, technológia a cena. V súčasnosti existujú na svete tri hlavné materiálové systémy pre pevné elektrolyty v batériách v tuhom stave, a to polymérové ​​úplne tuhé, oxidové úplne tuhé a sulfidové úplne tuhé elektrolyty. Pevná batéria, o ktorej hovorí Weilai, je v skutočnosti polotuhá batéria, teda tekutý elektrolyt a miešanie oxidových pevných elektrolytov.

Z hľadiska možností hromadnej výroby môžu polovodičové batérie skutočne vyriešiť súčasné bezpečnostné problémy tekutých batérií. Pretože však vodivosť prvých dvoch materiálových systémov je skôr teoretickým problémom ako procesným problémom, stále si vyžaduje určité investície do výskumu a vývoja na jej vyriešenie. Navyše, „výrobné riziká“ sulfidového systému nie je možné dočasne účinne riešiť. A problém s nákladmi je väčší.

Cesta k industrializácii polovodičových batérií je stále často blokovaná. Ak si chcete skutočne užiť bonus za hustotu energie polovodičových batérií, musíte nahradiť lítiový kovový systém záporných elektród s vyššou hustotou energie. Dá sa to dosiahnuť bezpečnosťou polovodičových batérií a hustota energie batérie môže dosiahnuť viac ako 500 Wh/kg. Ale táto ťažkosť je stále veľmi veľká. Výskum a vývoj polovodičových batérií je stále v štádiu laboratórnych vedeckých experimentov, čo je ďaleko od industrializácie.

Ako príklad možno uviesť, že v marci 2020 spoločnosť Nezha Motors uviedla na trh nový model Nezha U vybavený polovodičovými batériami. Podľa Nezha Motors plánuje Nezha U podať správu ministerstvu priemyslu a informačných technológií v októbri minulého roka. Vyrobených je 500 kusov. V súčasnosti však stále chýba 500 vozidiel s pevnými batériami Nezha.

Avšak aj keď polovodičové batérie majú vyspelú technológiu, masová výroba stále potrebuje vyriešiť nákladovú konkurenciu s tekutými lítiovými batériami. Li Bin tiež povedal, že problém masovej výroby polovodičových batérií spočíva v tom, že náklady sú príliš vysoké a problémom s nákladmi je komercializácia technológie polovodičových batérií. Najväčšia výzva.

V podstate dojazd a náklady na používanie (cena celého vozidla a náhradnej batérie) sú stále slabé články elektrických vozidiel a úspech akejkoľvek novej technológie musí vyriešiť tieto dva hlavné problémy súčasne. Podľa výpočtov sú celkové náklady na polovodičovú batériu, ktorá využíva aj grafitovú zápornú elektródu, 158.8 $/kWh, čo je o 34 % viac ako celkové náklady na tekutú batériu 118.7 $/kWh.

Celkovo sú polovodičové batérie stále v prechodnom štádiu a je potrebné urýchlene vyriešiť technické a nákladové problémy. Napriek tomu sú polovodičové batérie pre odvetvie napájacích batérií stále na prvom mieste v druhej polovici hry.

Prichádza nové kolo revolúcie technológie batérií a nikto nechce zaostávať v druhej polovici bitky.