動力電池行業迎來新變化。

 

9月2020日,在蔚來舉辦的“7NIODay”上,除了被稱為“目前技術整合最先進”的ET7正式亮相外,還宣布蔚來ET2022搭載固態電池預計360年第四季度上市,其能量密度達到7Wh/kg,搭配固態電池,蔚來ET1,000單次充電續航里程可達XNUMX公里以上。

不過,蔚來創始人李斌對固態電池供應商卻隻字未提,只表示蔚來汽車與固態電池供應商的合作關係非常密切,絕對是行業龍頭企業。 根據李斌的話,外界懷疑這家固態電池供應商很可能是在寧德時代。

但無論蔚來的固態電池供應商是誰,固態電池都是新能源汽車發展中諸多問題的最佳解決方案,也是動力電池行業的重要發展方向。

一位動力電池行業人士認為,固態電池將成為下一代高性能動力電池的技術制高點。 “固態電池領域已進入’軍備競賽’階段,市場參與者眾多,包括車企、動力電池企業、投資機構、科研等。 機構等在資金、技術、人才三個方面進行博弈。 如果他們不尋求改變,他們就會被淘汰。”

動力電池遍布全球

動力電池行業的升溫和降溫都離不開新能源汽車行業,而隨著新能源汽車市場的逐步復甦,動力電池行業的競爭也日趨激烈。

未標題-19

值得一提的是,動力電池被譽為新能源汽車的“心臟”,佔整車成本的30%至40%。 為此,動力電池行業一度被認為是汽車行業下一個時代的突破口。 但隨著政策降溫和外資品牌回歸,動力電池行業也面臨著與新能源汽車行業同樣嚴峻的挑戰。

寧德時代首先面臨嚴峻挑戰。

13月2020日,韓國市場研究機構SNEResearch公佈了2020年全球動力電池市場相關數據。數據顯示,137年全球電動汽車動力電池裝機量將達到17GWh,同比增長34%,其中寧德時代連續第四年蟬聯冠軍,年裝機容量達到2GWh,同比增長XNUMX%。

對於動力電池企業來說,裝機容量決定了他們的市場地位。 儘管寧德時代的裝機量仍保持優勢,但從全球業務增速的提升來看,寧德時代的裝機量遠低於全球增速。 毫無疑問,以LG化學、松下、SKI為代表的日韓動力電池企業正在迅速擴張。

自2013年新能源汽車補貼政策正式出台以來,與新能源汽車產業息息相關的動力電池產業一度迎來快速發展。

2015年後,工信部出台了《汽車動力電池行業標準和標準》、《動力電池生產企業名錄》等政策性文件。 日韓動力電池企業被“驅逐”,國內動力電池產業發展達到頂峰。

然而,2019年2020月,隨著政策收緊、門檻提高、路線轉變,一大批動力電池企業經歷了一段掙扎期,最終銷聲匿跡。 到20年,國內動力電池企業減少到XNUMX多家。

與此同時,外資動力電池企業早就做好了在中國市場上動肥的準備。 2018年以來,三星SDI、LG化學、SKI等日韓動力電池企業開始加快對中國市場的“逆襲”,擴大動力電池產能。 其中,三星SDI、LG化學等動力電池工廠已建成投產。 國內動力電池市場呈現中日韓“三國殺”格局。

最具侵略性的是LG化學。 由於特斯拉上海超級工廠生產的Model 3系列採用了LG化學電池,不僅帶動了LG化學的快速增長,還封殺了寧德時代。 2020年一季度,原本排名第三的LG化學一舉超越寧德時代,成為全球市場佔有率最大的動力電池企業。

與此同時,比亞迪也發起了攻勢。

2020年2022月,比亞迪發布刀片電池,開始向第三方車企供貨。 王傳福表示,“在全面開放的大戰略下,比亞迪電池的獨立拆分已經提上日程,預計XNUMX年左右進行IPO。”

事實上,刀片電池更多是電池生產加工技術的改進,在材料和技術上沒有突破性的創新。 目前電動汽車常用的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池都是鋰離子電池,能量密度最高的鋰電池為260Wh/kg。 業內普遍認為,鋰離子電池的能量密度已接近極限。 很難超過300Wh/kg。

下半場紙牌遊戲已經開始

一個不可否認的事實是,誰能先突破技術瓶頸,誰就能在下半場抓住機會。

早在2019年2021月,工信部就發布了《新能源汽車產業發展規劃(2035-XNUMX年)》,其中包括加快作為“新能源汽車核心”的固態動力電池技術研發和產業化。技術研究項目”。 將固態電池提升到國家戰略高度。

近年來,豐田、日產雷諾、通用、北汽、上汽等國內外主流車企都開始加緊固態電池的研發和產業化。 與此同時,青島能源、LG化學、馬薩諸塞州固體能源等電池企業也開始建設固態電池工廠,其中包括已經投產的固態電池生產線。

與傳統鋰電池相比,固態電池具有能量密度更高、安全性更好、體積更小等諸多優勢,被業界認為是動力電池的發展方向。

與使用電解質作為電解質的鋰電池不同,固態電池技術使用由鋰和鈉製成的固體玻璃化合物作為導電材料。 由於固體導電材料沒有流動性,鋰枝晶的問題自然解決,中間隔膜和保證穩定性的石墨負極材料可以去掉,節省大量空間。 這樣可以在電池有限的空間內盡可能增加電極材料的比例,從而提高能量密度。 理論上,固態電池可以輕鬆實現超過300Wh/kg的能量密度。 此次蔚來聲稱其使用的固態電池實現了360Wh/kg的超高能量密度。

上述業內人士也認為,這款電池將是邁向未來電氣化的重要一步。 固態電池的能量密度有望達到目前鋰離子電池的兩到三倍,並且比目前的電池更輕、壽命更長、更安全。

安全一直是動力電池行業的陰影。

2020年,我國共實施汽車召回199起,涉及汽車6,682,300萬輛,其中新能源汽車召回31輛。 在新能源汽車的回收利用中,動力電池可能存在熱失控、自燃等安全隱患。 仍然是新能源汽車的回收。 主要原因。 相比之下,固體電解質最大的特點就是不易燃燒,從而從根本上提高了新能源汽車的安全性。

豐田很早就進入了固態電池領域。 豐田從2004年開始研發全固態電池,積累了第一手的固態電池技術。 2019年2025月,豐田展示了處於試生產階段的全固態電池樣品。 按照豐田的計劃,到450年,將固態電池的能量密度提高到現有鋰電池能量密度的兩倍以上,有望達到XNUMXWh/kg。 屆時,搭載固態電池的電動汽車的續航里程將大幅提升,可與目前的燃油車相媲美。

與此同時,北汽新能源還宣布完成首款搭載固態電池系統的純電動原型車的試車。 2020年初,北汽新能源公佈了“2029計劃”,其中包括構建鋰離子電池、固態電池、燃料電池“三合一”能源驅動系統的多元化能源體系。細胞。

對於這場即將到來的激戰,寧德時代也做出了相應的佈局。

2020年XNUMX月,寧德時代董事長曾玉群透露,真正的固態電池需要鋰金屬作為負極,以提高能量密度。 寧德時代持續投資於固態電池等技術的前沿研究和產品研發。

顯然,在動力電池領域,一場基於固態電池的干擾戰已經悄然拉開序幕,基於固態電池的技術領先將成為動力電池領域的分水嶺。

固態電池仍面臨桎梏

根據SNEResearchd的測算,我國固態電池市場空間有望在3年達到2025億元,20年達到2030億元。

儘管市場空間巨大,但固態電池面臨兩大難題,技術和成本。 目前,世界上固態電池中固態電解質的主要材料體系主要有聚合物全固態、氧化物全固態和硫化物全固態三種。 蔚來所說的固態電池其實是一種半固態電池,即液態電解質和氧化物固態電解質的混合。

從量產的可能性來看,固態電池確實可以解決目前液態電池的安全問題。 但由於前兩種材料體系的電導率是理論問題而非工藝問題,因此仍需要一定的研發投入來解決。 此外,硫化體系的“生產隱患”暫時無法得到有效處理。 而且成本問題更大。

固態電池產業化之路依然頻頻受阻。 要想真正享受固態電池的能量密度紅利,就必須更換能量密度更高的鋰金屬負極系統。 這可以通過固態電池的安全性來實現,電池能量密度可以達到500Wh/kg以上。 但是這個難度還是很大的。 固態電池的研發還處於實驗室科學實驗階段,距離產業化還很遙遠。

舉個例子,2020年500月,哪吒汽車發布了搭載固態電池的哪吒U新車型。 據哪吒汽車透露,哪吒U計劃在去年500月向工信部報到。 生產XNUMX套。 然而,截至目前,仍有XNUMX輛哪吒固態電池車下落不明。

不過,即使固態電池技術成熟,量產仍需解決與液態鋰電池的成本競爭問題。 李斌還表示,固態電池量產的難點在於成本太高,成本問題在於固態電池技術的商業化。 最大的挑戰。

從本質上講,續航里程和使用成本(整車成本和更換電池的成本)仍然是電動汽車的薄弱環節,任何新技術的成功都必須同時解決這兩大問題。 根據計算,同樣採用石墨負極的固態電池總成本為158.8美元/千瓦時,比液態電池34美元/千瓦時的總成本高出118.7%。

整體來看,固態電池仍處於過渡階段,技術和成本問題亟待解決。 儘管如此,對於動力電池行業而言,固態電池仍是後半程的製高點。

新一輪電池技術革命即將來臨,誰也不想在後半程落伍。