在電氣化快速發(fā)展的背景下,固態(tài)電池成為了電動汽車產(chǎn)業(yè)的重點研發(fā)目標(biāo)。
近日,福特與寶馬都表示,雙方正聯(lián)合風(fēng)險投資公司Volta Energy Technologies,共同主導(dǎo)對固態(tài)電池新創(chuàng)公司Solid Power進行一輪1.3億美元投資。這項投資使Solid Power有能力生產(chǎn)全尺寸汽車電池,擴大內(nèi)部生產(chǎn)能力。對此,寶馬電池技術(shù)主管Peter Lamp表示,此次B輪融資將使Solid Power有望在未來10年內(nèi),量產(chǎn)供應(yīng)電動車所需固態(tài)電池。
備受追捧 固態(tài)電池的優(yōu)勢在哪里?
埃隆馬斯克(Elon Musk)曾說過:“電池是未來的關(guān)鍵。”
目前,市場上在售的電動車型大多使用的都是鋰離子電池,在正極與負極之間使用液體電解質(zhì)。從早期的鉛酸電池,到豐田等日企主打的鎳氫電池,再到08年特斯拉roaster使用的鋰離子電池,傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池已經(jīng)成為眾車企的“寵兒”。
近年來,隨著新能源汽車銷量逐年增長,電動車起火的事故也隨之增多。據(jù)不完全統(tǒng)計,2020年全年被媒體報道的電動車自燃事故高達124起。自燃的原因是由于鋰離子電池發(fā)生內(nèi)部或外部短路,短時間內(nèi)電池釋放大量熱量,溫度驟然升高,導(dǎo)致失控。而液體電解質(zhì)在高溫下會被點燃,這樣就會導(dǎo)致電池起火或者產(chǎn)生爆炸。
固態(tài)電池的出現(xiàn),正是用來打破限制,讓電池能量密度、安全性更上一層樓的關(guān)鍵。相對于鋰離子電池而言,固態(tài)電池具有能量密度高、能量儲備大、穩(wěn)定性強、充電效率快等特點。同時,固態(tài)電池的電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,即使在高溫情況下,也不會著火,安全性更高。
BNEF儲能分析師CeciliaL Ecluse在報告中說:“固態(tài)電池可以增加里程,縮短充電時間,消除火災(zāi)風(fēng)險。” BNEF預(yù)測,未來15年,隨著工業(yè)規(guī)模的擴大,固態(tài)電池的成本將下降。要知道,在2010年,鋰離子電池每1kWh的成本超過了1000美元,但如今已經(jīng)下降近10倍。再加上目前已經(jīng)有大量公司、部門積極致力于研究固態(tài)電池技術(shù),因此固態(tài)電池復(fù)制鋰離子電池的成本下降速度也不是不可能的。
Bloomberg數(shù)據(jù)預(yù)計2028-2035年,采用固態(tài)電池的電動車將增長37倍,而固態(tài)電池的成本將下降至40美元/KWh,甚至低于液態(tài)電池。成本下降即意味著固態(tài)電池將實現(xiàn)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,這無疑將是電動汽車發(fā)展之路的重要里程碑。因此,各個車企開始聞風(fēng)而動,都想在固態(tài)電池領(lǐng)域搶占先機,早日實現(xiàn)量產(chǎn)。
終局之戰(zhàn) 全球車企提速固態(tài)電池商業(yè)化
早在2010年,豐田就曾推出過續(xù)航里程可超過1000KM的固態(tài)電池,不過當(dāng)時只能在實驗室里進行測試。似乎是在研發(fā)過程中看到了曙光,2020年豐田與松下合作成立了一家合資公司,開發(fā)生產(chǎn)固態(tài)電池。并且豐田表示,正在概念車上測試固態(tài)電池,希望在2025年正式量產(chǎn)首款搭載固態(tài)電池的汽車。而根據(jù)豐田在測試中取得的數(shù)據(jù)來看,豐田的固態(tài)電池僅需15分鐘即可從零電量充至滿電。不過,在耐用性和安全性方面仍和量產(chǎn)標(biāo)準有很大距離,目前豐田的工程師們正在調(diào)整電池的陽極和其他材料構(gòu)成,尤其是固態(tài)電解質(zhì)。
不止豐田,其他車企也在固態(tài)電池領(lǐng)域也有了一定的成果。
1月9日,蔚來汽車還發(fā)布了一款單體能量密度達360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池包,并定于2022年四季度進行對外交付。不過,蔚來采用的是“半固態(tài)電池”,它同時使用了固態(tài)電解質(zhì)和電解液,保留了傳統(tǒng)鋰離子電池的隔膜等組成部分。
在今年3月15日的電力日上,大眾集團公布了固態(tài)電池計劃。在大眾集團看來,固態(tài)電池是未來車輛動力電池的終極形態(tài),因為固態(tài)電池有更高的性能和更低的成本,有能力在短短12分鐘內(nèi)充電80%,且續(xù)航能力比相同尺寸和重量的液態(tài)電池多30%。目前,大眾集團正在與美國固態(tài)電池公司QuantumScape開展密切合作,不僅在2018年投資1億美元與其組建合資公司,還在2020年6月向其追加了2億美元投資。并且,大眾集團預(yù)計2025年之后就可以銷售固態(tài)電池車型。
長城汽車旗下的蜂巢能源也聯(lián)手中科院設(shè)立了固態(tài)電池研究中心,計劃在2025年推出能量密度達350-500Wh/kg的固態(tài)電池。目前,長城在半固態(tài)電池技術(shù)方面已經(jīng)取得了一定的成果,并推出了首款基于無鈷材料體系的“不起火、自愈合”的果凍電池。
根據(jù)SNE Researchd的測算,2025年固態(tài)電池全球市場空間有望達到60億元,而2025年我國固態(tài)電池市場空間有望達30億元,2030年有望達到200億元??梢钥闯觯虘B(tài)電池的應(yīng)用已經(jīng)成為未來的重要發(fā)展方向。
原標(biāo)題:備受追捧 固態(tài)電池的優(yōu)勢在哪里?