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全球车企加速布局 固态电池时代谁将抢占先机?

作者:刘凯 于建平

来源:华夏时报

发布时间:2021-05-08 18:57:43

摘要:固态电池的出现,正是用来打破限制,让电池能量密度、安全性更上一层楼的关键。

见习记者 刘凯 华夏时报(www.chinatimes.net.cn)记者 于建平 北京报道

在电气化快速发展的背景下,固态电池成为了电动汽车产业的重点研发目标。

近日,福特与宝马都表示,双方正联合风险投资公司Volta Energy Technologies,共同主导对固态电池新创公司Solid Power进行一轮1.3亿美元投资。这项投资使Solid Power有能力生产全尺寸汽车电池,扩大内部生产能力。对此,宝马电池技术主管Peter Lamp表示,此次B轮融资将使Solid Power有望在未来10年内,量产供应电动车所需固态电池。

备受追捧 固态电池的优势在哪里?

埃隆•马斯克(Elon Musk)曾说过:“电池是未来的关键。”

目前,市场上在售的电动车型大多使用的都是锂离子电池,在正极与负极之间使用液体电解质。从早期的铅酸电池,到丰田等日企主打的镍氢电池,再到08年特斯拉roaster使用的锂离子电池,传统液态锂离子电池已经成为众车企的“宠儿”。

近年来,随着新能源汽车销量逐年增长,电动车起火的事故也随之增多。据不完全统计,2020年全年被媒体报道的电动车自燃事故高达124起。自燃的原因是由于锂离子电池发生内部或外部短路,短时间内电池释放大量热量,温度骤然升高,导致失控。而液体电解质在高温下会被点燃,这样就会导致电池起火或者产生爆炸。

固态电池的出现,正是用来打破限制,让电池能量密度、安全性更上一层楼的关键。相对于锂离子电池而言,固态电池具有能量密度高、能量储备大、稳定性强、充电效率快等特点。同时,固态电池的电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,即使在高温情况下,也不会着火,安全性更高。

BNEF储能分析师CeciliaL Ecluse在报告中说:“固态电池可以增加里程,缩短充电时间,消除火灾风险。” BNEF预测,未来15年,随着工业规模的扩大,固态电池的成本将下降。要知道,在2010年,锂离子电池每1kWh的成本超过了1000美元,但如今已经下降近10倍。再加上目前已经有大量公司、部门积极致力于研究固态电池技术,因此固态电池复制锂离子电池的成本下降速度也不是不可能的。

Bloomberg数据预计2028-2035年,采用固态电池的电动车将增长37倍,而固态电池的成本将下降至40美元/KWh,甚至低于液态电池。成本下降即意味着固态电池将实现实现商业化应用,这无疑将是电动汽车发展之路的重要里程碑。因此,各个车企开始闻风而动,都想在固态电池领域抢占先机,早日实现量产。

终局之战 全球车企提速固态电池商业化

早在2010年,丰田就曾推出过续航里程可超过1000KM的固态电池,不过当时只能在实验室里进行测试。似乎是在研发过程中看到了曙光,2020年丰田与松下合作成立了一家合资公司,开发生产固态电池。并且丰田表示,正在概念车上测试固态电池,希望在2025年正式量产首款搭载固态电池的汽车。而根据丰田在测试中取得的数据来看,丰田的固态电池仅需15分钟即可从零电量充至满电。不过,在耐用性和安全性方面仍和量产标准有很大距离,目前丰田的工程师们正在调整电池的阳极和其他材料构成,尤其是固态电解质。

不止丰田,其他车企也在固态电池领域也有了一定的成果。

1月9日,蔚来汽车还发布了一款单体能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池包,并定于2022年四季度进行对外交付。不过,蔚来采用的是“半固态电池”,它同时使用了固态电解质和电解液,保留了传统锂离子电池的隔膜等组成部分。

在今年3月15日的电力日上,大众集团公布了固态电池计划。在大众集团看来,固态电池是未来车辆动力电池的终极形态,因为固态电池有更高的性能和更低的成本,有能力在短短12分钟内充电80%,且续航能力比相同尺寸和重量的液态电池多30%。目前,大众集团正在与美国固态电池公司QuantumScape开展密切合作,不仅在2018年投资1亿美元与其组建合资公司,还在2020年6月向其追加了2亿美元投资。并且,大众集团预计2025年之后就可以销售固态电池车型。

长城汽车旗下的蜂巢能源也联手中科院设立了固态电池研究中心,计划在2025年推出能量密度达350-500Wh/kg的固态电池。目前,长城在半固态电池技术方面已经取得了一定的成果,并推出了首款基于无钴材料体系的“不起火、自愈合”的果冻电池。

根据SNE Researchd的测算,2025年固态电池全球市场空间有望达到60亿元,而2025年我国固态电池市场空间有望达30亿元,2030年有望达到200亿元。可以看出,固态电池的应用已经成为未来的重要发展方向。

编辑:于建平  主编:王大勇

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