8月30日,清陶能源宣布,擬與上汽集團合資設立上汽清陶新能源科技有限公司(以市場監(jiān)督管理局核準的名稱為準)。合資公司注冊資本人民幣10億元,其中清陶能源認繳出資5.1億元,占比51%;上汽集團認繳出資4.9億元,占比49%。
合資企業(yè)將致力通過低成本原材料和創(chuàng)新技術,在保持電池高安全性的前提下,打造超高性價比的新一代固態(tài)電池,加快在整車上的產(chǎn)業(yè)化應用。
這是繼今年5月,上汽集團向清陶能源追加近27億元投資后,二者在推動固態(tài)電池技術領域的又一次深度合作。
優(yōu)勢獨特的固態(tài)電池
相較于傳統(tǒng)燃油車,新能源汽車在動力性、操控性、經(jīng)濟性等方面的優(yōu)勢毋庸置疑,但是其電池安全、續(xù)航里程、充電便利等問題仍讓不少人有所顧慮。而被業(yè)內(nèi)視為具有顛覆性的下一代動力電池,固態(tài)電池具有高能量密度、安全性高、長壽命等優(yōu)點,有望突破電池續(xù)航問題的極限,極大地推動電池技術向著更加安全、高效、環(huán)保的方向發(fā)展。
在日前舉辦的“走進固態(tài)電池”技術之旅上,清陶能源總經(jīng)理李崢介紹到,固態(tài)電池具備高安全的特性,可通過最嚴苛的單電芯針刺實驗,整包可實現(xiàn)“系統(tǒng)級零熱失控”,即單顆電芯熱失控后實現(xiàn)整包“永不起火、永不爆炸”。
同時,固態(tài)電池還具備高能量密度。據(jù)介紹,2022年,上汽和清陶成立聯(lián)合實驗室,二者開發(fā)的第一代固態(tài)電池已完成裝車試驗。第一代固態(tài)電池在實現(xiàn)“系統(tǒng)級零熱失控”的前提下,單體能量密度達到每公斤368瓦時,相比磷酸鐵鋰電池,能量密度提升100%以上,測試車輛最大續(xù)航里程達到1083公里,充電10分鐘續(xù)航增加400公里。
在業(yè)界最為關心的成本方面,李崢表示,上汽與清陶將共同開發(fā)新一代固態(tài)電池產(chǎn)品,在規(guī)模化應用后,電池成本將比同等規(guī)格磷酸鐵鋰或三元電池低10%-30%。
正是基于固態(tài)電池的天然發(fā)展優(yōu)勢,近年來吸引豐田、大眾、寶馬、奔馳等海外巨頭,以及比亞迪、廣汽、東風、蔚來、高合、賽力斯等自主車企紛紛在此賽道發(fā)力。
上汽集團則早在2018年起就與清陶能源圍繞固態(tài)電池技術展開合作。2020年5月,上汽入股清陶,參與清陶能源e+輪融資。2022年,上汽再次參與清陶能源F++輪融資,同年雙方成立聯(lián)合實驗室,攜手推動車用固態(tài)電池材料、電芯與系統(tǒng)的聯(lián)合開發(fā),目前第一代固態(tài)電池已完成裝車試驗。
李崢表示,“此次清陶和上汽成立合資公司就是整合資源,取長補短,努力將好的技術變成好的產(chǎn)品交付給市場。”
他指出,一款電池從開發(fā)到裝車應用,是多層面的創(chuàng)新和集成。從整車角度看,電池材料、電芯、工藝制造、系統(tǒng)集成開發(fā)、軟件控制這些事情都同等重要。“清陶的長板在于材料開發(fā)和電芯設計等,上汽的強項則在系統(tǒng)級開發(fā)、軟件開發(fā)、整車項目管理等,雙方強強聯(lián)合、優(yōu)勢互補。”
第一代固態(tài)電池明年規(guī)?;慨a(chǎn)
需要指出的是,固態(tài)電池發(fā)展至今,布局者雖多,但真正能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)落地的寥寥。
作為在固態(tài)電池領域最有實力的玩家之一,豐田曾多次發(fā)布固態(tài)電池的商業(yè)化節(jié)點,但卻一再“跳票”。2017年,豐田表示計劃于2020年實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化。2019年,豐田CTO茂樹茂重又稱固態(tài)電池將在2020年亮相,2025年量產(chǎn)。
國內(nèi)新勢力頭部車企蔚來早在2020年的NIO Day上,就正式發(fā)布了續(xù)航超1000km、采用固液混合電解質(zhì)的150kWh電池包。按照計劃,該半固態(tài)電池包計劃于2022年第四季度開始裝車交付,但未能實現(xiàn)。
今年7月中旬,蔚來更新了用戶手冊,全新ES6、ET7、ES7、ET5、EC7和ET5旅行版共6款車型的手冊中均添加了關于150kWh電池包的詳細信息,外界紛紛歡呼“終于要來了”。然而,在7月20日舉辦的Power Day 2023上,蔚來汽車總裁秦力洪直言:“150kWh電池包的研發(fā)和驗證比預計時間要長,預計還要再等等。”
“明年,搭載高性能、長續(xù)航固態(tài)電池的智己汽車車型將率先實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)。”在技術之旅日上,上汽清陶新能源科技有限公司副總經(jīng)理王林如是說到。這相當于給了固態(tài)電池量產(chǎn)裝車一個明確的時間表。
他還提到,到2025年,智己、飛凡、榮威、MG將推出多款搭載新一代固態(tài)電池的量產(chǎn)車型,全年銷量預計將突破“十萬輛級規(guī)模”。
在清陶能源公布的三代固態(tài)電池產(chǎn)品中,前兩代均為半固態(tài)電池。其中,第一代固態(tài)電池已完成裝車試驗,含有5%-15%的液體;第二代固態(tài)電池將于2024年量產(chǎn),液體含量將降至5%以下;而2027年量產(chǎn)的第三代則是全固態(tài)電池,液體含量為0。
由此可見,明年在智己汽車車型上實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)的電池為固液混合電池。實際上,國內(nèi)外多家新能源車企曾宣布了半固態(tài)電池的裝車規(guī)劃。寶馬、奔馳、大眾和豐田等海外巨頭均計劃于2025年前后推出搭載固態(tài)電池的電動汽車;長安深藍、智己、廣汽埃安、高合等車企普遍規(guī)劃2025年前裝車半固態(tài)電池;東風、蔚來、賽力斯曾宣布將于今年實現(xiàn)半固態(tài)電池裝車,目前來看尚未落地更不用提規(guī)?;瘧?。
針對即將搭載在智己量產(chǎn)車型的第一代固態(tài)電池,不少人會有疑惑,其和傳統(tǒng)液態(tài)電池相比,主要有哪些差別?
對此,李崢介紹到,一是正極材料表面要成型固態(tài)電解質(zhì)層,利用固態(tài)電解質(zhì)層才能形成正極和負極之間的電子隔絕、離子傳導。“這一層電解質(zhì)層的成型是創(chuàng)新的工藝和設備,這和其他電池廠把液體的東西注進去再凝膠化的邏輯是不一樣的,把材料穩(wěn)定的規(guī)?;?、均一 一致地制造出來,然后再把它成型到電池里,這對整個電池在系統(tǒng)上的一致性、內(nèi)阻的一致性有非常大的幫助。”
第二,固態(tài)電池的體系是平面少液的體系,液含量一定比液態(tài)電池要少,涉及起到浸潤作用的液體需要到要解決界面阻抗到的地方,而不是到處都去。在液體界面浸潤的方面有一些創(chuàng)新的工藝和設備,一是使得電池的一致性不劣于固態(tài)電池,二是電池里面加入能夠減少內(nèi)阻的手段,最終體現(xiàn)在整個電池層面。
全固態(tài)電池2027年量產(chǎn)可期
今年7月,在固態(tài)電池領域沉寂已久的豐田,突然對外宣稱在固態(tài)電池技術方面取得重大進展,可以制造出充電10分鐘續(xù)航里程1200公里的固態(tài)電池,并且體積、重量、價格較現(xiàn)有電池都可以減半,2027年之前推出安裝新固態(tài)電池的電動汽車。
這一消息在動力電池領域引起巨震。當以上汽清陶為代表的國內(nèi)企業(yè)在從液態(tài)到半固態(tài)再到固態(tài)這一路徑不斷探索之時,豐田直接將目標對準了固態(tài)電池,并給出了具體量產(chǎn)時間表。
對此,李崢表示,“這涉及到中國和日本在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)研發(fā)上的差別,從他們展示出來的數(shù)據(jù)和指標上是可信的,符合科學規(guī)律的。”他指出,日本在固態(tài)電池的開發(fā)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化過程中是一個舉國體制,相關政府的科技主導部門,在很多年前就已經(jīng)前瞻的制定了固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的計劃,整合日本國內(nèi)比較知名的財團、整車、材料、電池的企業(yè)都參與到計劃中。
相較之下,中國在固態(tài)電池的開發(fā)過程當中,起步晚雖晚,但具備產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈的完整程度好、市場規(guī)模大等優(yōu)勢。“基于中國的產(chǎn)業(yè)土壤,我們找到有中國特色的、能發(fā)揮出優(yōu)勢的路徑,即量產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲備一代這種逐步上臺階的方法,不斷地結合制造能力的升級,產(chǎn)品應用的拓展,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的迭代發(fā)展。”
李崢指出,任何技術、產(chǎn)品都是不斷迭代升級的。“比如液態(tài)電池,從1991年索尼推出液態(tài)電池,當時的單體能量密度才80多瓦時/公斤,到現(xiàn)在進階到接近300瓦時/公斤,也是不斷升級的過程,固態(tài)電池也是一樣,作為新的賽道,不可能某個時間節(jié)點一次性的推出完美的解決方案,也是通過推出一個產(chǎn)品,結合市場不斷提高制造能力、材料性能,不斷升級、提高性價比,最終實現(xiàn)更加遠期的目標。”
李崢還提到,豐田提出的“充電10分鐘續(xù)航1200公里”是一個材料級的概念,即其開發(fā)的固態(tài)電池電解質(zhì)的材料的性能支持這樣速度,并不是推出充電10分鐘跑1200公里的車;而上汽清陶明年裝車的充電10分鐘續(xù)航400公里固態(tài)電池是產(chǎn)品級的概念。
那么,固態(tài)電池何時能成大規(guī)模標配?李崢表示取決于兩個因素,一個是性價比;另一個是生產(chǎn)制造水平的成熟程度。
“目前液態(tài)電池在極限制造、極限成本壓縮方面已經(jīng)做到了非常極致的狀態(tài)和水平,這是清陶能源需要不斷學習的地方,我們相信在中國的大環(huán)境下,我們產(chǎn)業(yè)鏈的資源和產(chǎn)業(yè)鏈的能力是極大的優(yōu)勢,在中國做創(chuàng)新,一定比在其他國家做創(chuàng)新來得更好,另外有上汽的資源注入和更好的形成機制,這一天會更快的到來。”李崢最后說道。
原標題:穩(wěn)了!固態(tài)電池規(guī)?;?ldquo;上車”就在明年