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起底蔚来150度固态电池,全球锂电格局要变天?

互联网 ·2021-01-13 00:00·电子工程世界
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1月9日,蔚来在成都举办了NIO Day 2020大会,除了正式发布首款旗舰轿车ET7和第二代换电站之外,还重磅发布了150kWh固态电池包,并将于2022年第四季度使用。该类电池包可实现360Wh/kg的能量密度,使续航里程突破1000公里。

起底蔚来150度固态电池,全球锂电格局要变天?

蔚来ET 7   图片来源:官方图片


固态电池成未来主流技术方向


长期以来,固态电池一直被视为一种突破当今电动汽车性能限制的方法。


当前车企搭载的主流产品均为传统锂离子电池,主要由正负极材料、电解液和隔膜组成。正负极材料决定了电池的容量,电解液及隔膜作为传输锂离子的介质。


固态电池则是使用固体电解质,替代了传统锂离子电池的电解液和隔膜。能大幅降低热失控风险,安全性更好;通过采用金属锂负极,能将电池能量密度提升70%以上。


与液态锂电池相比,固态锂电池具有更高能量密度及更安全等优势,被业界认为是锂电行业的未来最高技术路线。


蔚来汽车“固态电池”横空出世,长期来看,或对锂电中游环节产生冲击。消息一出,锂电隔膜、电解液压力倍增,1月11日早盘全线大跌。


另一方面,固态锂电池现阶段仍有诸多技术障碍亟待突破,例如在电池循环的过程中,固固界面容易接触不良,这也导致了固态电池量产难度加大;快充性能并不佳、制备工艺复杂、价格高昂等。


因此市场预计,全固态电池规模化量产至少需要5-10年时间。


而蔚来发布会上提到的固态电池三大核心技术,“原位固化固液电解质”、“无机预锂化硅碳负极”、“纳米级包覆超高镍正极”。业内人士分析称,本质上没有颠覆性技术,就是热固化电池,并不是真正意义上的固态电池,只是新名词。


锁定宁德时代?


1月10日,蔚来汽车创始人、CEO李斌在采访时表示,蔚来汽车与固态电池供应商之间有着非常紧密的合作关系,且肯定是业内最领先的公司,“但现在还不方便提”。


一石激起千层浪,当时,业内人士对其固态电池供应商纷纷展开了猜测。业内盛传蔚来固态电池潜在供应商的名单上,包括此前被传已选定的清陶能源、与蔚来签有合作协议的辉能科技,以及蔚来现有合作伙伴宁德时代。


不过,清陶能源提前出局。1月10日,爆料称清陶能源总经理李峥日前曾在微信朋友圈的一条留言中表示“清陶无此计划”(指与蔚来的合作)。


1月11日,最新消息称,宁德时代或为蔚来固态电池供应商。


在NIO Day 2020上,与150kWh固态电池包一同发布的,还有70kWh电池包和100kWh电池包。


此前传言称,蔚来已包下宁德时代一条磷酸铁锂电池生产线,准备测试旗下磷酸铁锂版本车型。而后又有消息传出,“并未包下一条产线,是宁德时代将其一条磷酸铁锂产线用于生产蔚来的100KWh电池。”


据悉,蔚来100KWh电池包将采用宁德时代的三元高镍电芯辅以CTP技术。


作为行业龙头企业,宁德时代和蔚来已经保持有供货关系。


2019年3月,宁德时代发布消息称,其研发团队攻克高镍三元材料及硅碳负极材料等关键核心技术,率先开发出能量密度达304Wh/kg的电池样品。


不仅如此,上汽集团高端智能电动车品牌智己汽车在去年年底宣布,其车型将搭载与宁德时代共同开发的“掺硅补锂”技术的电芯电池,虽然能量密度为240Wh/kg,但续航里程同样将达到1000公里。“硅用在负极,锂正负极都有。”曾有宁德时代内部人士简单解释了“掺硅补锂”技术。


而根据上述提及的蔚来固态电池三大核心技术,除“原位固化固液电解质”工艺外,“无机预锂化硅碳负极”和“纳米级包覆超高镍正极”这两大工艺宁德时代目前已有掌握。


由此可见,宁德时代已在“硅碳负极”和“高镍正极”工艺领域达成了较成熟的技术储备。


固态电池竞争白热化


根据产业链调研,固态电池将在2025年逐步实现商业化,在2030年成为动力电池主要技术路线。在此背景下,世界上主要国家均在大力布局该领域,主要分布于欧、美、中、日、韩,共有53家企业在布局研发固态电池,其中大约9家专注从事硫化物固态电池


1、中国


目前氧化物固态电池在中国比较盛行,氧化物固态电池水平属于全球领先。


宣称做固态电池企业的有很多,如台湾辉能、江苏清陶、北京卫蓝、赣锋锂业、宁德时代、国轩高科、无锡海特、上汽等。前四家离产业化比较接近,已经建成至少是中试规模实验线,并有产品出厂应用于无人机,开始商用。


2、日韩


日本国家策略投入非常大,举全国之力,联合日本38家机构,推进硫化物全固态电池产业化。


日本科技省(低碳新能源项目,2013-2022每年投入15亿日元支持研发)和新能源研发机构(2016-2022每年30亿日元;2018-2022年solid ev项目,18年单年投入18亿日元)共投入三个项目,预计硫化物全固态电池在日本动力电池市场的渗透率,2025年、2030年分别达到50%、95%。


目前丰田、松下、日立等都有展出硫化物全固态电池样品,对外宣称2025年硫化物全固态电芯量产。


韩国主要有三家,现代、LG化学、三星。三星2020年3月份时候在Nature Energy上发表了60摄氏度下1000多循环的硫化物全固态电池,用银碳复合的无锂负极材料,这也是目前公开数据中最好的硫化物全固态电池。


3、欧美


欧洲主要是德法英,车企推动为主。如英国戴森,德国宝马和大众。


美国battery 500项目是国家层面政策最大支持,包括硫化物先进设计、电芯设计等等。其中初创企业比较突出,包括Quantum Scape、SolidPower、Cymbet、Polyplus、24M、Sakti3等。


很明显,固态电池领域已经进入竞争白热化阶段,电池企业、车企、投资机构、科研机构等在资本、技术、人才三方面进行博弈。


年度电池“妖股”Quantum Scape


2020年电动汽车大牛市中,QuantumScape(QS.US)的年末崛起可谓最疯狂的情节之一,或将掀起一场颠覆性的变局。


11月通过借壳上市后,这家专注固态电池技术的初创企业市值一路崛起,股价在过去2个月已飙涨10倍,最新市值高达414亿美元。


如此巨大涨幅,Quantum Scape底气何在?


Quantum Scape成立于2010年,由斯坦福大学科学家Jagdeep Singh、Fritz Prinz和Tim Holme创立,主要研发固态电池。成立以来,收获了众多大佬的支持。


2012年,大众就已与Quantum Scape合作;2018年大众向Quantum Scape投资1亿美元,成为其最大股东,并宣布建立合资公司;2020年,大众对Quantum Scape注资3亿美元。


根据路演资料,Quantum Scape投资者还包括比尔盖茨、Kleiner Perkins、上汽集团和大陆集团等。截止上市前,Quantum Scape已获得超过8亿美元融资。


产品方面,12月8日,Quantum Scape就在官网披露,基于单层电池测试的结果显示,该公司的固态电池只要15分钟就能充电80%,比传统电池或其他固态电池路线的速度更快。此外,数据还显示,该技术适应的温度范围也极为广泛,甚至在零下30摄氏度也能运行。


该项成果受到了2019年诺贝尔化学奖得主Stan Whittingham的肯定。他认为如果QuantumScape可以把这项技术投入量产,那么它就有可能改变整个行业。


但伯恩斯坦电池行业分析师Mark Newman表示:“随着生产层数的增加,制造方面的挑战会呈指数级增长。”


QuantumScape凭借产品性能突破给市场注入了新鲜血液,接下来能否成为锂电行业颠覆者呢?让我们拭目以待。


关键字: 蔚来 固态电池 编辑:鲁迪 引用地址: http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic522888.html
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