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动力电池要刷新电动车行业?

动力电池要刷新电动车行业?

来源:
2021/12/28 14:37
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【摘要】:

  日本《日经新闻》12月9日报道,丰田正在开发一种固态电池,一次充电可以跑500公里,完全充电需要10分钟,比传统电动汽车至少少三分之二。丰田有望成为世界上第一个批量生产的固态电池汽车制造商,并将于明年推出原型车。

  除了丰田的消息,由大众和比尔-盖茨共同投资的QuantumScape公司也发布了一种新的固态电池技术,可以在15分钟内充电80%,能量密度提高50%,并能承受更广泛的温度,低至零下30度。大众表示,其目标是在2025年拥有一条新电池的生产线。

  那么,固态电池与传统电池有什么不同?

  传统锂电池:由正极、隔膜和负极组成,然后填充电解质。

  固态电池:锂电池采用固体电解质,电解质材料很大程度上决定了固态锂电池的性能。

  两者的主要区别在于,固态电池中的电解质是固态的,这意味着锂离子在正负极之间迁移的介质由液态变为固态。随着正极材料的不断升级,固态电解质可以做出更好的配合,这有利于提高电池系统的能量密度。

  固态电池的优势。

  由于采用了固体电解质,与传统锂电池相比,固态电池具有不燃、耐高温、无腐蚀、不挥发、火灾风险低、能量密度高等特点。

  固态电池的产业化。

  固态电池被认为是解决电池能量密度和续航能力焦虑的最后一个方案。固态电池有很多优点,但由于成本高、产能低,没有得到广泛的应用。

  固态电池的商业化进程可能没有人们想象的那么快。2019年,宁德时代表示,它正致力于全固态电池的开发,并已生产出样品,但要完全商业化还需要10年时间,这意味着它们离大规模生产还很远。

  固态电池的应用时间表预计。

  -2021年将是固态电池市场的孵化期。相关的产品规划和研发将被开展,市场仍将由三元电池主导。

  - 2021-2025年,固态电池将进入应用初始阶段,电池能量密度达到300-500Wh/kg,少量高端电动汽车将搭载固态电池。

  - 2025年至2030年甚至更长时间,市场将真正成熟,固态电池的能量密度将超过500Wh/kg,大规模生产将真正普及。

  总的来说,全固态电池,特别是汽车等大电流应用的全固态电池,离工业化规模还很远,需要进一步升级和控制成本。

  为什么有的人说马上大规模生产,有的人说需要10年?

  正如你可能猜到的,目前宣传的大规模生产的 "固态电池 "并不都是固态电池,而是半固态电池。

  半固态电池通常在一个电极上有固体电解质,在另一个电极上有液体电解质。许多试验半固态电池的人是为了快速的商业用途。例如,丰田公司已将目光投向开发用于有轨电车的全固体电池,但表示将逐步从 "半固体 "电池开始。

  当宁德说需要10年时间才能大规模生产时,他指的是全固态电池,而这正是目标所在。

  丰田和QuantumScape的固态电池会对初创企业构成威胁吗?

  从固态电池发展的角度来看。

  欧美国家的电池技术创新主要由创业公司主导,因为欧美国家是由小企业负责创新,大企业通过并购解决创新问题,所以没有必要广泛探索。

  日本以传统的汽车和机械企业为主,因为日本的传统企业非常具有前瞻性,任何新技术都想尝试。

  中国进入固态电池领域的时间比较晚。但是,我们认为,固态电池并不像媒体所描述的那样令人印象深刻。即使在研发方面有1-2年的差距,也不足以颠覆头部动力电池公司的地位。

  首先,随着锂电池成为主流,它们将迅速改进。目前的液体版本,或者,将继续改进,特别是如果你每年得到30%的改进,5年,10年,改进后的电池效率将与固态电池相似。

  第二,创新的固态电池技术很容易汇集到企业的头上。固态电池还是锂电池的路线,在锂电池的路线上,这些改进的技术很容易被龙头企业聚集起来。 对于新的电池技术的突破,自己建厂的门槛和风险都很高,所以很多人都会把技术卖给头部企业,可以快速扩大规模。固态电池的相对技术差距不大,大批量的优势显然在固态电池的商业化中更为重要。

 

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