車企在固態電池領域扎堆了
作者： 李溯婉
[ 伊維經濟研究院研究部總經理、中國電池產業研究院院長吳輝近日接受第一財經記者採訪時稱，蔚來明年新車搭載的應該是半固態電池，但不知道能否實現。短期內，固態電池還是無法大規模地量產用於電動汽車。折中的方案是半固態電池，減少了部分電解液的使用量。 ]
動力電池被喻爲電動車的“心臟”。在如火如荼的新能源車賽道上，液態鋰離子電池是使用最廣泛的技術路線，磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池是絕對的主角。不過，由於液態鋰電池在續航以及安全等方面的痛點難以解決，電動車的發展依然存在瓶頸。
而固態電池是一個新的技術路徑，在這方面的突破，可解決阻礙電動汽車廣泛推廣的續航里程和安全性等難題，率先掌握這項技術的企業將在未來競爭格局中握有更大的話語權。
爲加快電動化轉型，日產、豐田、寶馬、奔馳等跨國車企巨頭已紛紛在固態電池領域佈局。這條賽道上玩家不斷增多，近日傳出小米、華爲等科技公司也開始入局。但由於固態電池商業化量產在短期內難以實現，這一技術路線也仍然存在爭議。
熱潮來襲
近日，日產汽車公司公佈了固態電池量產的時間表，到2028財年推出搭載獨創全固態電池（ASSB）的電動車型。突破性的全固態電池技術的應用，將極大地推動日產汽車面向不同細分市場推出更多更具強勁性能的電動車型。同時，全固態電池能夠將充電時間縮短至原來的三分之一。
日產在繼續致力於鋰離子電池技術的研發同時引入無鈷技術，預計到2028財年將電池成本降低65%。按計劃，到2028財年，全固態電池能夠將電池組的成本降至每千瓦時75美元，同時通過不斷的創新，未來成本將進一步降低至每千瓦時65美元，以實現電動車型和燃油車型的成本平價。
值得注意的是，日產汽車旗下的電池企業AESC在2019年已被中國企業遠景集團收購。目前，遠景AESC無錫動力電池工廠一期項目已投產。日產汽車方面相關負責人接受第一財經記者採訪時談到，固態電池由日產內部的研發部門與外部科研機構、合作伙伴、供應商在共同開發，計劃在2024財年在日本橫濱建造試點工廠。
不僅是日產，衆多車企皆向固態電池發起猛烈進攻，車企和電池製造商紛紛攜手攻堅克難。豐田正與松下公司合作，大衆則投資了美國電池初創企業QuantumScape，福特、寶馬投資了Solid Power。Solid Power的全固態電池理論上可使續航距離最高達到鋰電池的2倍，寶馬計劃於2025年之前開始對配備全固態電池的車輛進行路測，2030年之前上市。
奔馳繼與Hydro Quebec合作之後，現在還與Factorial Energy共同研發固態電池。Factorial Energy是一家總部位於美國馬薩諸塞州的固態電解質材料電池製造商。這家成立6年的固態電池初創企業正不斷擴大朋友圈，繼現代和起亞之後，奔馳與世界第四大汽車公司Stellantis近日又成爲其新的戰略投資夥伴。
與Factorial Energy達成戰略合作後，奔馳方面表示，將加快固態電池技術的開發，共同開發期待已久的下一代電池技術，目標是2022年開始測試電池原型產品，同時搭載新電池產品的少量奔馳電動車將在未來五年內上路。Stellantis首席執行官卡洛斯·塔瓦雷斯也認爲，Factorial Energy固態電池將加快新電動車上市時間，該企業2026年推出首款固態電池技術電動車，並以更具成本效益的方式過渡到固態技術。
國內車企與電池製造商也在加快固態電池的佈局。上汽、廣汽分別領投固態電池企業清陶發展的E+輪和E++輪融資。近日，又一家固態電池企業獲得了融資。天眼查顯示，衛藍新能源完成了約5億元的C輪融資，投資方包括小米集團、華爲技術、IDG資本、蔚來資本、允泰資本，本輪融資後衛藍新能源估值達到50億元。不過，小米和華爲等企業對此消息不予回應。
今年初，蔚來在NIO Day上發佈了150kWh的固態電池，該固態電池可實現360Wh/kg超高能量密度，搭載該電池包的蔚來ET7 轎車續航將超過1000公里，該產品計劃將於2022年第四季度交付。業內猜測，該電池供應商可能是衛藍新能源。蔚來方面近日在接受第一財經記者採訪時稱，暫時沒有新信息可披露。
而蔚來現有的動力電池供應商寧德時代也在研發固態電池。寧德時代董事長曾毓羣今年曾公開談到，3~5年內，能做到車裏的，都不是全固態電池。他提到，未來電池主流路線，不見得是三元鋰或磷酸鐵鋰，寧德時代有一些新東西，但是現在尚不便於對外講。關於寧德時代在固態電池方面的研發進展，該企業相關負責人接受第一財經採訪時表示，暫時沒有新信息可對外發布。
短期內無法量產
雖然業內對固態電池翹首以盼，但當前高昂的成本和不成熟的技術制約了固態電池商業化落地的進程。蔚來在NIO Day上發佈了固態電池消息之後，一度惹來諸多質疑。
伊維經濟研究院研究部總經理、中國電池產業研究院院長吳輝近日接受第一財經記者採訪時稱，蔚來明年新車搭載的應該是半固態電池，但不知道能否實現。短期內，固態電池還是無法大規模地量產用於電動汽車。折中的方案是半固態電池，減少了部分電解液的使用量。
吳輝分析指出，當前固態電池商業化的難題包括：固體電解質材料離子電導率偏低；固體電解質/電極間界面阻抗大，界面相容性較差，同時充放電過程中各材料的體積膨脹和收縮，導致界面容易分離；有待設計和構建與固體電解質相匹配的電極材料；現階段電池製備成本較高。
業內有一種說法是全固態電池的成本比當前的鋰電池高4倍以上。吳輝認爲，因爲沒有量產，所以沒法去比較成本，但是現在這些半固態電池的成本都在1元/Wh以上，而液態鋰電池電芯的成本大約0.7~0.8元/Wh（以三元爲主）。全固態電池量產時間可能在2030年左右。
針對新能源車續航、安全、充電三大行業痛點，各種電池技術層出不窮。爲握有更大的話語權，部分國內外車企不僅與電池供應商合資合作，還親自上場，大衆、特斯拉等車企紛紛自研電池技術以及自建電池工廠。
廣汽集團董事長曾慶洪近日在接受第一財經等媒體採訪時談到，全球汽車行業早已打響電池人才爭奪戰，廣汽在五年前就把LG、三星、日本湯淺這幾家電池製造商的一些核心人才挖過來。通過這幾年自主研發，該企業的超倍速電池、海綿硅負極片電池等技術得以實現。
上個月在廣州車展亮相的廣汽AION LX Plus首次搭載獨家自研海綿硅負極片電池技術，CLTC綜合續航里程可高達1008公里。該技術讓電池內部的硅負極片像海綿一樣柔軟有彈性，使硅在充放電過程中的膨脹和收縮被限制和緩衝，同時，也像海綿吸水一樣，讓硅負極發揮大容量的優勢，儲存更多的能量。通過該技術，可以實現液態鋰離子電池單體電芯體積減小20%，重量減輕14%，未來會進一步將體積和重量都減小和減輕一半以上。雖然在續航方面取得突破，但海綿硅負極片電池技術能否在電動車領域普及推廣還有待市場的檢驗。
當前，電動車以及電池技術內卷日益嚴重，車企在不斷挑戰高難度液態鋰電池技術的同時，還要考慮未來的主流技術路線。爲了增加未來籌碼，一些車企紛紛採取多元化的電池路徑。曾慶洪稱，廣汽集團接下來會加快研發氫燃料電池與固態電池。未來，廣汽肯定會開發固態電池，這個既要考慮能量密度，又要解決不會發熱的問題，並且功率、效率、能源都要考慮，包括它的體積要更小。現在基本上在設計了，技術路線應該是沒問題的。
一家新能源車企技術中心主任接受第一財經記者採訪時談到，固態電池要取得材料的突破，目前來看，這方面還沒有很明顯的進展，可能要十年以後才實現。
氫燃料電池與固態電池屬於不同的技術路線。鋰離子電池由液態變形成固態過程中，將可能存在諸多變數，動力電池正進入各種技術路線的“春秋戰國”時期。
中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高近日談到，材料這種事，要厚積薄發，固態電池真正投入大規模商業應用大概的時間是在2025~2030年之間。他指出，鋰離子電池還會用很久。當前這一代鋰離子電池的比能量上限大約是每公斤300瓦時。2025年會出現與現有液態電解質鋰離子電池比能量大體相當的第一代全固態電池。2030年後將出現第二代採用新型正負極材料的全固態電池，比能量會提升到每公斤500瓦時，還會有高比能量鋰-硫電池、金屬空氣電池。鈉離子電池現在已經出現了，但是各方面性能還不能滿足高性能汽車使用要求。
“從電池產業可持續發展角度看，估計現有的鋰離子電池，包括固液混合的鋰離子電池，2030年之前還是絕對主導地位。第一代全固態電池產業化，佔市場比例接近1%的時間點可能在2030年左右。2035年之後，新一代固態電池，鉀、鎂、鈉、鋰-硫等各類電池會進入市場。到2050年，液態鋰離子電池有可能減少到大約20%。” 歐陽明高如此認爲。
