行业对固态电池的热切期盼,更从侧面反映了动力电池需要解决的纯电动汽车痛点。“固态电池主要是解决能量密度、安全性这两个方面的痛点。”欣旺达副总裁梁锐如此定位固态电池。

蔚来汽车官网直播截图

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作为新能源汽车的“心脏”,动力电池性能至关重要。近日,在“2020 NIO Day”上,蔚来发布了首款150kWh固态电池,宣布可实现360Wh/kg超高能量密度,搭载该电池的蔚来ET7 轿车续航将超过1000公里。

提升动力电池能量密度,解决安全性、里程焦虑等问题,一直是行业努力的方向,固态电池作为下一代电池技术更是备受瞩目。但是目前全固态电池商业化尚早,技术、工艺和成本等难题尚未解决。

“蔚来汽车将搭载固态电池”发布后,行业内掀起了一轮固态电池商业化应用的大范围讨论。

固态电池影响资本市场 锂电四大主材受影响 

一石激起千层浪。此前,新能源汽车产业链备受资本市场青睐,锂电个股涨势喜人。蔚来发布固态电池的消息,给资本市场带来的影响尤为显著。其中,锂电池隔膜、电解液个股全线大跌。据悉,1月11日当天,星源材质跌幅一度接近20%,新宙邦跌逾14%,恩捷股份、天赐材料等多只个股跌停。

“为了五年后都未必能解决技术问题的固态电池,直接将电解质隔膜相关股票影响跌停。”某证券机构行业研究员感概,A股投资者的想象力太丰富了。

当前纯电动汽车使用的动力电池,不管是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,都是液态电解液的锂离子电池,电芯是由正极、隔膜、负极,注入电解液制造而成。而固态电池,则是用固态电解质代替隔膜和电解液,也就意味着将用于离子传导的介质,从液态换成固态。有行业观点认为,蔚来发布固态电池量产的消息,或对锂电中游环节造成洗牌,按照受影响程度,隔膜>电解液>负极>正极,其中隔膜及电解液受到的负面影响较大。

蔚来发布首款150kWh固态电池后,行业人士纷纷猜测谁是其固态电池的供应商。记者了解到,目前中国专注研发固态电池的企业很多,比如中国台湾辉能、江苏清陶、北京卫蓝、赣锋锂业、无锡海特等。前四家离产业化比较接近,已有产品出厂应用于商用无人机中。宁德时代、国轩高科、蜂巢能源等传统动力电池龙头企业也在大力研发固态电池,但没有对外宣布。

固态电池量产还有距离 过渡技术为半固态电池

对于在行业内引起的“波澜”,之后蔚来官方出来“辟谣”,称2022年量产固态电池,准确来说是“半固态电池”,目前蔚来采用的并非全固态电池,还是带有液体(电解质)。对于电池供应商是谁家,蔚来官方表示,不方便透露。

根据蔚来官方的宣传,该固态电池技术采用了原位固化工艺的固液电解质,确保电芯安全;使用无机预锂化工艺的硅碳负极,配合纳米级包覆工艺的超高镍正极。有行业人士表示,蔚来的“固态电池”,包括了正极高镍、负极硅碳、电解质半固态三个关键点,分别在材料和工艺两个层面进行了技术创新。本质上没有颠覆性技术,更多是沿着行业公认主流技术路线的推进和落地,并不是真正意义上的固态电池。

东吴证券发布的行业研究报告同样指出,蔚来搭载的150kWh电池或为半固态电池,属于液态至固态电池的过渡性技术。据悉,半固态电池基本沿袭现有四大材料技术体系,隔膜不变,电解液变成固液结合,正极进一步超高镍化,负极用硅碳负极,且需要预锂化,锂用量增35%,碳纳米管用量也会增加。

记者了解到,半固态电池作为一种过渡技术,核心在于同时具备固液电解液,量产在即。2020年10月,清陶能源表示,该公司固态电池技术以氧化物路线为主,已经与北汽、合众汽车等进行了装车测试合作,单体电池能量密度可以做到300Wh/kg,而2021年装车产品有望达到350Wh/kg。

下一代动力电池技术 兼顾能量密度和安全性是关键 

行业对固态电池的热切期盼,更从侧面反映了动力电池需要解决的纯电动汽车痛点。“固态电池主要是解决能量密度、安全性这两个方面的痛点。”欣旺达副总裁梁锐如此定位固态电池。

据悉,在现有的正负极材料体系下,300Wh/kg已经是能量密度的上限,但固态电池用上锂金属负极则可以轻松突破这一上限,达到400~500Wh/kg。此外,全固态电池完全没有电解液,电池被穿刺后,不易起火和爆炸,固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、也不存在漏液风险,被穿刺后也不会短路。

由此可见,固态电池作为“下一代电池技术”,不仅能够解决纯电动汽车的痛点,还能颠覆现有电池技术以及产业链生态。无论对于车企还是供应商来讲,提前布局“下一代电池技术”都至关重要。

据东吴证券发布的行业研究报告显示,从全球看,各大企业对于固态电池都处于研发和中试阶段。日本作为第一梯队,其固态硫化物电池开发的龙头企业——丰田公司,已成功研发出固态电池并完成了中试;中国和美国目前处于第二梯队,预计2020~2025年研发取得突破性进展,2025年大规模产业化可期;韩国和德国正在追赶。

梁锐也提到,固态电池的上述特点虽能够在实验室的成果中展现出来,但在性能达标的前提下,具备可靠性、长期性等商业化特点,还有一定的距离,而欣旺达从2017年就开始在固态电池方面布局。目前行业内已经达成共识,固态电池在2025年~2030年之间可以实现商用化。

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[责任编辑:赵卓然]
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