深圳新能源轿车~固态电池风口,谁在吹嘘,谁是真牛?
销售额为0,市值超越1000亿元,这不是神话,而是一家美国固态电池企业Quantum Scape(简称QS)发明的奇观。
这家企业在2020年11月借壳上市,登陆美国纽交所,股价最高时,市值一度超越3000亿元,被股民称为电池范畴的一支妖股。
QS为何如此受本钱追捧?固态电池的年代来了吗?产业化实在开展终究怎么?
01、本钱狂欢的背面
锂电池是翻开电动车年代大门的钥匙。
自2008年锂电池使用于新动力轿车以来,动力电池的能量密度现已由开端的100Wh/kg进步到250Wh/kg。当时技能系统下,动力电池能量密度无法一向进步,能量密度和安满是博弈的两头。
这两年,频发的电动车起火事端正敲响警钟,动力电池能量密度正在迫近极限。职业遍及以为,300Wh/kg的能量密度将是液态电解质锂电池的天花板。
而固态电池正是打破约束,让电池能量密度、安全性更上一层楼的要害。QS高市值的背面,是商场对下一代动力电池技能的等待。
这家树立于2010年的草创公司,得到了群众集团、上汽集团、大陆集团和比尔·盖茨等优质本钱的支撑,被以为是最挨近量产的固态电池立异企业。
固态电池核心技能难点在于电解质。
电解质是锂离子传输的重要前言,对电池功能至关重要。现在,商场上干流的固态电池按电解质的不同可分为三种类型:聚合物、硫化物和氧化物。依据不同技能系统的固态电解质资料,各具优势和应战。
其间,氧化物资料的柔韧性比较差,界面触摸较差,会导致界面阻抗添加;聚合物则存在着导电率过低的问题,比现在液态电解质的导电率低4-5个数量级;硫化物固态电池则面对电解质对空气灵敏、制作条件严苛、原资料贵重、规划化出产技能不老练等问题。
QS宣称,他们现已处理了电解质难题。2015年左右,QS发现了一种能够躲避上述种种坏处的资料,并花费5年时刻来研讨怎么有用出产这种资料。依照QS的表述,这种资料现已被出产出来,从根本上处理了阻止固态电池商业化的基础科学难题。
现在,QS以忧虑被竞赛对手盗取为由,回绝详细泄漏其固态电解质资料。
虽然如此,电池专家、前特斯拉联合创始人J.B.Straubel给予了QS极高的点评:“Quantum Scape有时机从头界说电池职业。”
但是,想从头界说电池职业不止QS一家。在这场比赛中,传统电池巨子、车企、草创电池企业都牟足了劲。
职业遍及剖析,2025年将是固态电池真实落地的要害时刻点。从揭露泄漏信息来看,有三家企业表态最为强势,除了QS以外,别的两家别离为辉能科技和丰田轿车。
02、抢滩2025
抢夺最早落地时刻点,QS将量产时刻定在2024年,并表明将与群众集团树立合资企业出产固态电池,并为其电动车供给电池。
本年1月,QS公司在交际媒体上发表,其固态电池产品能量密度超越1000Wh/L,完结近1100次的循环测验,仍可坚持80%以上的容量。
“咱们是第一个处理固态问题的人,没有其他固态系统能够挨近这个”,QS创始人Jagdeep Singh在一次采访中自傲的表明。
辉能科技正在直面应战这份自傲。这是一家来自中国台湾的立异公司,称其技能要抢先QS七年。
不同于QS对电解质技能的保存,辉能科技泄漏,其挑选的技能道路是氧化物系统,正极和负极则同QS相同,别离选用三元资料和金属锂。
辉能科技表明,其原型电池现已制作出来,质量能量密度到达383Wh/kg,体积能量密度为1025Wh/L,循环测验能够做到500次。
关于量产方案,辉能科技也与QS附近,预定在2023年进行试产,2024年量产。与辉能科技揭露协作的企业有4家,一汽、天边、蔚来以及爱驰。
从两家企业发布的信息来看,产品功能、量产时刻都非常挨近。辉能科技叫板QS是噱头仍是实力?还有待调查。现在,能显着看出辉能科技抢先的部分,是其出产线的建造进程。
辉能科技现已确定在浙江杭州的青山湖科技城选址建厂,该项目方案总出资380亿元,累计产能7GWh,估计本年6月前完结1GWh的产线建造。
依照辉能科技的说法,其自身技能预备和验证现已问题不大,后续首要处理产线建造以及供给链系统老练的问题。
固态电池的量产需求阅历实验室-小试-中试-量产等环节。辉能科技以为,其他企业大都处于小试、中试阶段,而其自身现已走到规划量产阶段。
一起,这家狂傲的企业判别,丰田轿车在固态电池范畴的布局要远快于QS等其他企业,但也与之有四年的距离。
丰田是业界公认在固态电池范畴最有实力的玩家之一。追溯其布局时刻来看,丰田最早提出相关动态是在2008年,与固态电池草创企业Ilika打开协作。
2014年,丰田宣告其正在进行固态电池开发作业,并具有最多的技能专利。2017年,丰田宣告与松下携手,表明两边将在固态电池研制方面进行长时刻且深化的协作。
环绕动力电池范畴的协作,丰田与松下还树立了一家合资公司Prime Planet Energy&Solutions Inc.,前后者持股份额为51:49。这家合资公司在2020年4月份开端运营,现在有大约5100名职工。
丰田选用的是硫化物技能道路,本来方案在2020年东京奥运会展现固态电池研制效果。受疫情影响,不得不将方案推迟到2021年。
虽然没有泄漏详细数据,丰田表明,现已依照方案成功制作出固态电池的样品,且安装到概念车上,期望成为全球首家量产搭载固态电池轿车的厂商,方案于2021年推出原型车,2025年左右开端量产。
03、改进技能比赛
从三家领跑的企业来看,遍及将固态电池量产时刻设定在2025年左右。而那些行将在2021年、2022年量产的说法从何而来?
2021年1月,蔚来轿车在NIO Day上宣告,将在2022年发布一款单体能量密度达360Wh/kg的固态电池包产品。
一石激起千层浪,炸出了几家国内专心固态电池的草创企业,包含辉能科技、清陶动力、卫蓝新动力等。查阅资料来看,这些企业都有近期量产固态电池的方案。
一位电池专家向记者泄漏,实际上,这几家宣称量产边际的企业均未到达全固态电池的水平。现在宣称行将量产的企业,大都是传统技能道路的改进,或为固液混合的产品。
以辉能科技为例,其宣称全固态锂金属电池,但电解质仍非100%的固态,而是90%的准固态。
别的两家草创企业的开展来看,清陶动力和卫蓝新动力均在2016年树立,前者由清华大学团队组成,后者依托中国科学院物理研讨所,技能道路上也均选用氧化物固态电解质。
清陶动力先后取得北汽、上汽、广汽等车企出资,并与合众新动力到达协作,一起推动固态电池的研制与使用,两边对新款哪吒U进行了近两年的联合研制和测验。
2018年,清陶动力建成国内首条固态电池产线,首要投用于特种电源、高端数码等范畴。2019年7月,清陶动力年产10GWh固态锂电池项目签约在江西省宜春市。
卫蓝新动力则在北京房山与江苏溧阳具有两大出产基地。溧阳工厂方案出产无人机电池,产能规划2亿瓦时,出产可5C接连放电的270Wh/kg混合固液电池。
在动力电池范畴,卫蓝新动力完结了300Wh/kg以上高镍三元正极的混合固态电池规划开发,循环寿数到达1200次以上。依据整车厂导入周期18-24个月考虑,这家公司表明,固态电池产品估计在2022年量产。
不同于草创企业的背注一掷,在竞赛格式中,坚持抢先方位传统电池巨子们做好了两手预备。一边布局固态电池,一边持续发掘液态电池的改进空间。
传统电池企业在不断改进电池的封装工艺,例如,比亚迪的刀片电池、蜂巢动力的叠片电池,宁德年代的CTC技能,以及特斯拉的4680无极耳电池。
一起,也针对正负极资料进行改进,例如,掺硅补锂,超高镍电池等。所谓掺硅补锂,便是经过进步负极中硅的含量,一起添加锂的含量,以补偿因硅含量进步而导致的电池在充放电过程中锂损耗的进步,从而进步电池功能。
超高镍电池则是进一步进步正极资猜中镍的含量,现在的高镍电池是指NCM 811系统,后续还可能会呈现镍钴锰份额为9:0.5:0.5的新一代电池。
总结来看,在全固态电池真实到来之前,动力电池商场还将有一场环绕改进技能打开的革新。
04、写在最终
在液态锂电池年代,商场份额首要会集在中日韩等地的几家电池巨子手里,这些企业现已树立结实的技能及资源壁垒,后来者几乎没有入局时机。
固态电池年代的到来则翻开了一个新通道,国内外创业公司都一再出现。与此一起,也为车企从头把握电池技能主动权带来时机。
一方面,丰田、特斯拉等企业在活跃布局电池技能,另一方面,Quantum Scape、Solid Power、辉能科技、清陶动力、卫蓝新动力等专心固态电池的草创企业开端锋芒毕露。
草创企业快速发力,会集固态电池技能单点打破,但这些企业背面往往都有车企的身影。例如,群众与QS、丰田与松下、宝马与Solid Power等。
相比之下,在开释的固态电池技能的开展中,松下、宁德年代、比亚迪,三星、LG、SKI等头部企业的声响反而较弱,但这些企业在固态电池范畴的布局也相同不行忽视。
巨子们没有过早开释信息或许有两方面考虑:一方面,这些企业瞄准的是全固态电池,技能老练度还不行,另一方面,作为电池范畴的守擂者,这些企业也没有那么快掀开底牌的必要。
不论怎么,从“液态”转向“固态”,每一步都非常困难。
除了要处理基础科学难题,固态电池量产还面对着出产工艺、产品一致性保证,规划化本钱可控以及供给链配套老练的问题。
全固态电池到来仍需5-10年,在此之前,动力电池还要阅历一个技能改进的过渡阶段。
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