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锂电池改良技术竞赛

锂电池改良技术竞赛

来源:
2021/12/28 14:38
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【摘要】:

  从三大龙头企业来看,固态电池量产时间一般定在2025年左右。"2021年、2022年量产的说法从何而来?

  2021年1月,NiO在NIODay上宣布,将在2022年发布单体能量密度为360Wh/kg的固态电池组。

  一石激起千层浪,引爆了国内几家固态电池创业公司,包括汇能科技、青涛能源、蔚蓝新能源等。据资料显示,这些公司都有在近期量产固态电池的计划。

  一位电池专家告诉Auto Talk,事实上,这些号称即将量产的企业没有一家是接近全固态电池的,目前,号称要量产的企业大多是传统技术路线的改进,或者是固液混合的产品。

  以Phaynergy为例,其宣称的全固态金属锂电池,但其电解液仍然不是100%的固态,而是90%的准固态。

  从另外两家初创企业的发展来看,青涛能源和蔚蓝新能源都成立于2016年。前者由清华大学的团队创立,后者得到了中国科学院物理研究所的支持。

  青涛能源获得了白克、上汽、广汽等汽车企业的投资,并与合众新能源达成合作,共同推进固态电池的研发和应用。双方对新哪吒U进行了近两年的联合研发和测试。

  2018年,青涛能源建成国内首条固态电池生产线,主要应用于高端数码领域。2019年7月,青涛能源在江西省宜春市签订年产10GWh固态项目。

  蔚蓝新能源在北京房山和江苏溧阳有两个生产基地。溧阳工厂计划生产容量为2亿千瓦时的uav电池和能够连续放电5C的270Wh/kg固液混合电池。

  在该领域,蔚蓝新能源已经完成了混合固态电池的设计和开发,其高镍三元共聚物正极超过300Wh/kg,循环寿命超过1200次。该公司表示,基于18-24个月的oem交货期,该固态电池产品预计将在2022年实现量产。

  作为一家初创企业,传统的电池巨头们没有把所有的鸡蛋放在一个篮子里,而是有两个选择,在竞争中保持领先。在布局固态电池的同时,公司继续探索液体电池的改进潜力。

  传统电池企业正在改进电池的封装工艺,如比亚迪的叶片电池、蜂巢能源的层压电池、宁德时代的CTC技术和特斯拉的4680无电解耳电池。

  同时,正负极材料也在不断改进,如掺硅锂和超高镍电池。所谓掺硅锂,就是在提高正极硅含量的同时增加锂的含量,以弥补因硅含量增加而在充放电过程中造成的锂损耗的增加,进而提高电池的性能。

  超高镍电池就是进一步提高正极材料中的镍含量。目前的高镍电池是指NCM811系统,未来可能会出现镍、钴、锰比例为9:0.5:0.5的新一代电池。

  总之,在全固态电池真正到来之前,动力电池市场将有一场围绕改进技术的革命。

  写在最后

  在液态锂电池时代,市场份额主要集中在中国、日本和韩国的几家电池巨头手中,这些公司已经建立了坚实的技术和资源壁垒,新进入者几乎没有机会。

  固态电池时代的到来,为其打开了一条新的通道,国内外创业公司频频涌现。同时,也为车企重新掌握电池技术主动权带来机遇。

  一方面,丰田、特斯拉等企业正在积极布局电池技术,另一方面,QuantumScape、SolidPower、汇能科技、清涛能源、蔚蓝新能源等专注于固态电池的初创公司也开始涌现。

  初创企业已经迅速关注固态电池技术的单点突破,但汽车制造商往往落后于他们。例如,大众和QS,丰田和松下,宝马和SolidPower,等等。

  相比之下,松下、宁德时代、比亚迪、三星、LG、SKI等龙头企业在固态电池技术方面的进展较少,但它们在固态电池领域的存在不容忽视。

  巨头们没有过早发布消息可能有两个原因:一方面,他们的目标是全固态电池,技术还不够成熟。另一方面,作为电池领域的现任者,他们不需要这么快就亮出自己的底牌。

  无论如何,从 "液体 "到 "固体 "的每一步都很艰难。

  除了解决基础科学问题外,固态电池的大规模生产还面临着生产技术、产品一致性保证、规模成本可控、供应链成熟等问题。

  全固态电池离我们还有5到10年的时间,动力电池在到来之前还会经历一个技术改进的过渡阶段。

 

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