动力电池行业迎来新变化。

 

9月2020日,在蔚来举办的“7NIODay”上,除了被称为“目前技术整合最先进”的ET7正式亮相外,还宣布蔚来ET2022搭载固态电池预计360年第四季度上市,其能量密度达到7Wh/kg,搭配固态电池,蔚来ET1,000单次充电续航里程可达XNUMX公里以上。

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.

但无论蔚来的固态电池供应商是谁,固态电池都是新能源汽车发展中诸多问题的最佳解决方案,也是动力电池行业的重要发展方向。

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.”

动力电池遍布全球

动力电池行业的升温和降温都离不开新能源汽车行业,而随着新能源汽车市场的逐步复苏,动力电池行业的竞争也日趋激烈。

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值得一提的是,动力电池被誉为新能源汽车的“心脏”,占整车成本的30%至40%。 为此,动力电池行业一度被认为是汽车行业下一个时代的突破口。 但随着政策降温和外资品牌回归,动力电池行业也面临着与新能源汽车行业同样严峻的挑战。

宁德时代首先面临严峻挑战。

13月2020日,韩国市场研究机构SNEResearch公布了2020年全球动力电池市场相关数据。数据显示,137年全球电动汽车动力电池装机量将达到17GWh,同比增长34%,其中宁德时代连续第四年夺冠,年装机容量达到2GWh,同比增长XNUMX%。

对于动力电池企业来说,装机量决定了他们的市场地位。 尽管宁德时代的装机量仍保持优势,但从全球业务增速的提升来看,宁德时代的装机量远低于全球增速。 毫无疑问,以LG化学、松下、SKI为代表的日韩动力电池企业正在迅速扩张。

自2013年新能源汽车补贴政策正式出台以来,与新能源汽车产业息息相关的动力电池产业一度迎来快速发展。

2015年后,工信部出台了《汽车动力电池行业标准和标准》、《动力电池生产企业名录》等政策性文件。 日韩动力电池企业被“驱逐”,国内动力电池产业发展达到顶峰。

但2019年2020月,随着政策收紧、门槛提高、路线转变,一大批动力电池企业经历了一段挣扎期,最终销声匿迹。 到20年,国内动力电池企业减少到XNUMX多家。

与此同时,外资动力电池企业早就做好了在中国市场动肥的准备。 2018年以来,三星SDI、LG化学、SKI等日韩动力电池企业开始加快对中国市场的“逆袭”,扩大动力电池产能。 其中,三星SDI、LG化学等动力电池工厂已建成投产。 国内动力电池市场呈现中日韩“三国杀”格局。

最具侵略性的是LG化学。 由于特斯拉上海超级工厂生产的Model 3系列采用了LG化学电池,不仅带动了LG化学的快速增长,还封杀了宁德时代。 2020年一季度,原本排名第三的LG化学一举超越宁德时代,成为全球市场占有率最大的动力电池企业。

与此同时,比亚迪也发起了攻势。

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.”

实际上,刀片电池更多是电池生产加工技术的改进,在材料和技术上没有突破性的创新。 目前电动汽车常用的三元锂电池和磷酸铁锂电池都是锂离子电池,能量密度最高的锂电池为260Wh/kg。 业内普遍认为,锂离子电池的能量密度已接近极限。 很难超过300Wh/kg。

下半场纸牌游戏已经开始

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

早在2019年2021月,工信部就发布了《新能源汽车产业发展规划(2035-XNUMX年)》,其中包括加快作为“新能源汽车核心”的固态动力电池技术研发和产业化。技术研究项目”。 将固态电池提升到国家战略高度。

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.

与传统锂电池相比,固态电池具有能量密度更高、安全性更好、体积更小等诸多优势,被业界认为是动力电池的发展方向。

与使用电解质作为电解质的锂电池不同,固态电池技术使用由锂和钠制成的固体玻璃化合物作为导电材料。 由于固体导电材料没有流动性,锂枝晶问题自然解决,中间隔膜和保证稳定性的石墨负极材料可以去掉,节省大量空间。 这样可以在电池有限的空间内尽可能增加电极材料的比例,从而提高能量密度。 理论上,固态电池可以轻松实现超过300Wh/kg的能量密度。 此次蔚来声称其使用的固态电池实现了360Wh/kg的超高能量密度。

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.

安全一直是动力电池行业的阴影。

2020年,我国共实施汽车召回199起,涉及汽车6,682,300万辆,其中新能源汽车召回31辆。 在新能源汽车的回收利用中,动力电池可能存在热失控、自燃等安全隐患。 仍然是新能源汽车的回收利用。 主要原因。 相比之下,固体电解质最大的特点就是不易燃烧,从而从根本上提高了新能源汽车的安全性。

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.

同时,北汽新能源还宣布完成首款搭载固态电池系统的纯电动原型车的试车。 2020年初,北汽新能源公布了“2029计划”,其中包括构建锂离子电池、固态电池、燃料电池“三合一”能源驱动系统的多元化能源体系。细胞。

对于这场即将到来的激战,宁德时代也做出了相应的布局。

2020年XNUMX月,宁德时代董事长曾玉群透露,真正的固态电池需要锂金属作为负极,以提高能量密度。 宁德时代持续投资于固态电池等技术的前沿研究和产品研发。

显然,在动力电池领域,一场基于固态电池的干扰战已经悄然拉开序幕,基于固态电池的技术领先将成为动力电池领域的分水岭。

固态电池仍面临桎梏

根据SNEResearchd的测算,我国固态电池市场空间预计3年将达到2025亿元,20年将达到2030亿元。

尽管市场空间巨大,但固态电池面临两大难题,技术和成本。 目前,世界上固态电池中固态电解质的主要材料体系主要有聚合物全固态、氧化物全固态和硫化物全固态三种。 蔚来所说的固态电池其实是一种半固态电池,即液态电解质和氧化物固态电解质的混合。

从量产的可能性来看,固态电池确实可以解决目前液态电池的安全问题。 但由于前两种材料体系的电导率是理论问题而非工艺问题,因此仍需要一定的研发投入来解决。 此外,硫化体系的“生产隐患”暂时无法得到有效处理。 而且成本问题更大。

固态电池产业化之路依然频频受阻。 要想真正享受固态电池的能量密度红利,就必须更换能量密度更高的锂金属负极系统。 这可以通过固态电池的安全性来实现,电池能量密度可以达到500Wh/kg以上。 但是这个难度还是很大的。 固态电池的研发还处于实验室科学实验阶段,距离产业化还很遥远。

举个例子,2020年500月,哪吒汽车发布了搭载固态电池的哪吒U新车型。 据哪吒汽车透露,哪吒U计划在去年500月向工信部报到。 生产XNUMX套。 然而,截至目前,仍有XNUMX辆哪吒固态电池车下落不明。

不过,即使固态电池技术成熟,量产仍需解决与液态锂电池的成本竞争。 李斌还表示,固态电池量产的难点在于成本太高,成本问题在于固态电池技术的商业化。 最大的挑战。

从本质上讲,续航里程和使用成本(整车成本和更换电池的成本)仍然是电动汽车的薄弱环节,任何新技术的成功都必须同时解决这两大问题。 根据计算,同样采用石墨负极的固态电池总成本为158.8美元/千瓦时,比液态电池34美元/千瓦时的总成本高出118.7%。

整体来看,固态电池仍处于过渡阶段,技术和成本问题亟待解决。 尽管如此,对于动力电池行业而言,固态电池仍是后半程的制高点。

新一轮电池技术革命即将来临,谁也不想在后半程落伍。