半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車的時間點已經(jīng)到來。
2022年,半固態(tài)電池量產(chǎn)上車元年?
5月27日,國軒高科在公司第十一屆科技大會上發(fā)布了一款半固態(tài)電池。這款電芯能量密度達(dá)到360Wh/kg,將在今年年底量產(chǎn)上車。
鋰離子電池的電芯包括正負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜等,從電芯層面提高電池能量密度,就是從這些組成部分入手。半固態(tài)電池正好處在電解質(zhì)提升這條路線上。
電解質(zhì)材料的演進(jìn)正從電解液向半固態(tài)電解質(zhì)、準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)、全固態(tài)電解質(zhì)發(fā)展。
業(yè)內(nèi)認(rèn)為,全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化時間應(yīng)該是在2025年之后,甚至在2030年。而在此之前,更具有產(chǎn)業(yè)化可行性的是半固態(tài)電池。
目前看,半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車的時間點已經(jīng)到來。
首搭高合?
國軒高科發(fā)布的半固態(tài)電芯,尺寸為580mm*120mm*9mm,重量為1341g,容量為136Ah,單體能量密度達(dá)360Wh/kg。
這款電芯,正極材料顆粒表面包覆有固態(tài)電解質(zhì),同時使用高安全的液態(tài)電解質(zhì)、新型高安全功能隔膜及硅負(fù)極。
它通過了針刺、過充、過放、短路、擠壓等測試項目。在三元電芯一向畏難的針刺測試上,國軒高科的第一代半固態(tài)電芯通過了測試條件1mm、0.1mm/s的針刺測試,到了第二代半固態(tài)電芯,已經(jīng)能夠通過5mm、25mm/s測試條件的針刺測試。
除了針刺測試,在熱箱測試中,這款電芯在180℃的室溫條件下能夠保持30分鐘,高于國標(biāo)要求(130℃、30分鐘)。
國軒高科工程研究總院常務(wù)副院長張宏立稱,除了360Wh/Kg三元半固態(tài)電池計劃在今年實現(xiàn)量產(chǎn),400Wh/Kg的三元半固態(tài)電池目前在公司實驗室已有原型樣品,未來還將通過技術(shù)創(chuàng)新落地硅基負(fù)極迭代,鋰金屬負(fù)極和預(yù)鋰技術(shù),加速液態(tài)電池向半固態(tài)過渡,最終實現(xiàn)全固態(tài)。
搭載國軒高科半固態(tài)電池的車型,電池包能量密度260Wh/kg,電量達(dá)到160kWh,續(xù)航里程長達(dá)1000km,車輛百公里加速時間為3.9s。
雖然沒有明說是什么車型,但從現(xiàn)場演講展示的圖片可以看出,這輛車是高合汽車HiPhi X。
這與高合汽車2021年3月發(fā)布的“高合升能計劃”也大致吻合。根據(jù)這項計劃,高合將推出160kWh超高電池包升能服務(wù),升能后,HiPhi X在NEDC工況下最高續(xù)航里程可達(dá)1000 km。這項服務(wù)將在2022年第四季度接受預(yù)定并在2023年第一季度開始實施。
誰是第一棒
有據(jù)可查的信息顯示,國內(nèi)首次公開的可行駛固態(tài)電池樣車是北汽新能源2020年7月推出的。
2022年以來,半固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車消息多了起來。
率先實現(xiàn)半固態(tài)電池上車的是TO B市場的運營車輛。
1月22日,東風(fēng)-贛鋒高比能固態(tài)電池(實為半固態(tài))E70示范運營車在江西省新余市首發(fā),首批投放的50臺東風(fēng)風(fēng)神E70完成交付。
贛鋒鋰電官方稱,東風(fēng)風(fēng)神E70搭載的固態(tài)電池系統(tǒng)全球率先實現(xiàn)基于柔性固態(tài)隔膜的混合固液鋰離子電池裝車。
不過,東風(fēng)風(fēng)神E70所搭載還是贛鋒鋰電的第一代固態(tài)電池。官方?jīng)]有公布具體的能量密度數(shù)據(jù)。贛鋒鋰電第二代固態(tài)電池目前也在研發(fā)中,其能量密度將超過360Wh/kg。
1月13日,孚能科技在與投資者互動時表示:“公司第一代半固態(tài)電池(能量密度330Wh/Kg)送樣給整車廠客戶獲得了良好反饋。”
3月,在中國電動汽車百人論壇上,衛(wèi)藍(lán)新能源首席科學(xué)家、創(chuàng)始人李泓透露,衛(wèi)藍(lán)新能源開發(fā)了混合固液電解質(zhì)動力電池,并將在蔚來ET7車型上量產(chǎn)應(yīng)用,單次充電1000km,電池包電量達(dá)到150kWh,單體能量密度達(dá)到360Wh/kg。
蔚來此前透露,150kWh的半固態(tài)電池包將于2022年第四季度開始交付。除了ET7,蔚來所有車主均可升級使用該電池包。
TO C市場的半固態(tài)電池上車,不知道高合和蔚來誰先搶到第一棒。
半固態(tài)電池量產(chǎn)上車,是一個很重要的時間節(jié)點。不過,半固態(tài)電池量產(chǎn)初期,價格不會便宜,有多少消費者愿意為此買單還是一個未知數(shù)。
這也正是半固態(tài)電池率先在高合、蔚來等高端電動車上落地的原因。
今年4月,韓國研究機構(gòu)SNE曾預(yù)測,基于目前的情況,全固態(tài)電池的成本至少是鋰離子電池的兩倍。
借用華大基因CEO尹燁的一句話:科技最大的失敗,在于無法普及,老百姓用不起。
所以,量產(chǎn)只是第一步,半固態(tài)電池技術(shù)能規(guī)模化推廣的前提是成本的合理下降。
走向2025年
除了贛鋒鋰電、衛(wèi)藍(lán)新能源、國軒高科,目前,寧德時代、比亞迪、孚能科技、蜂巢能源等電池企業(yè)也都在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局。
這里還要提一下輝能科技,這家臺灣公司早在2012年就開發(fā)出了固態(tài)電池,并已經(jīng)在智能手表等小型IT設(shè)備上得到應(yīng)用。
輝能科技正在與奔馳在固態(tài)電池上合作,奔馳將在2022年年底前幫助輝能科技在歐洲建好固態(tài)電池生產(chǎn)制造廠,生產(chǎn)的全新固態(tài)電池將在未來五年內(nèi)運用在一系列乘用車當(dāng)中。
因為高比能和高安全性,固態(tài)電池已經(jīng)成為全球車企和電池企業(yè)著力的賽道,初創(chuàng)公司也拿到大筆投資。
大眾汽車、上汽集團(tuán)投資美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司QuantumScape,該公司計劃在2025年左右將電池投入生產(chǎn)。
現(xiàn)代、奔馳和Stellantis投資美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司Factorial Energy,該公司希望從 2026 年開始在電動汽車中使用固態(tài)電池。
福特、寶馬、現(xiàn)代共同投資美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司Solid Power,希望在2027年左右推出產(chǎn)品。
今年3月,李泓提出,“盡管日本、韓國、歐洲、美國在全固態(tài)電池方面研發(fā)和產(chǎn)業(yè)布局比較早,但是中國因為選擇了混合固液電池的路線而率先實現(xiàn)固態(tài)電池的規(guī)模量產(chǎn)。”
不過,如果從國家角度來講,在固態(tài)電池的研究上日本最為重視。日本已經(jīng)推出國家電池戰(zhàn)略,制定了在2030年左右實現(xiàn)全固態(tài)電池的全面商業(yè)化的目標(biāo)。
中國科學(xué)院院士歐陽明高就曾表示,“我們現(xiàn)在研發(fā)全固態(tài)電池還屬于各自為政階段,沒有一個完整的國家計劃來推動,所以相比之下,日本要超前我們5年。”
他認(rèn)為,2025年是液態(tài)電池向固態(tài)電池過渡的關(guān)鍵期。
寧德時代也曾判斷,固態(tài)電池小規(guī)模商業(yè)化至少要到2025年以后。
我國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》2.0版本提出,到2025/2030年,我國純電動汽車上搭載的動力電池單體能量密度要分別達(dá)到400Wh/kg、500Wh/kg。
目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的鋰離子電池能量密度上限大概是300Wh/kg,要實現(xiàn)上述目標(biāo),發(fā)展固態(tài)電池可能是必由之路。
現(xiàn)在,讓我們邁出半固態(tài)電池量產(chǎn)上車的第一步吧。
原標(biāo)題:誰將搶到1000公里半固態(tài)電池第一棒?