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投资领域最靓的仔 固态电池产业化提速

作者: 行行 来源:动力电池网 时间:2022-05-10

[摘要]综合来看,半固态电池可兼顾液态电池和全固态电池的性能优势,可以最大程度兼容现有的工艺、设备及材料,能够使半固态电池以比较低的成本进行量产,有望在今年内实现规模装车。至于全固态电池,其想要真正实现商业化还需要至少5-10年甚至更长时间。

近期蔚来宣布,蔚来首款轿车ET7首批车辆已于3月28日在合肥总部开始交付,与此同时全国其他城市的订单也将陆续开启交付工作。据蔚来方面提供的信息,自3月5日开启试驾活动以来,全国已有80多个城市的新老车主体验了这款全新车型。看腻了蔚来的SUV车型后,轿车产品的理念和设计让大家眼前一亮,数据显示其订单已超1.5万辆。

可以说,蔚来ET7给消费者带来非常多的惊喜,但是也有美中不足。1年前蔚来在公布ET7车型时对外宣布,将会在蔚来ET7上搭载150kWh固态电池包。随后蔚来官方辟谣,蔚来提到的150kWh电池包实为混合固液电解质电池,也就是我们目前所说的半固态电池,从内部结构上看,也能够有效的增加能量密度。很显然,蔚来汽车这次放了大家鸽子。

相关信息透露,目前蔚来ET7车型按照配置水平分别提供容量为75kWh和100kWh 的两款电池包,续航里程分别为530公里和700公里,但都不属于半固态电池。而就在大家好奇蔚来的半固态电池何时才能兑现的时候,卫蓝新能源创始人李泓近日透露,目前公司正与蔚来合作,并且计划基于蔚来ET7推出单次充电续航达1000km的半固态电池。

李泓还表示,目前该款半固态电池预计于在今年年底或者明年上半年开始量产,这也意味着官方正式透露了这款已经存在PPT长达1年多的半固态电池,确定了量产时间。同时也首次公开了蔚来半固态电池的供应商,正是来自于卫蓝新能源。虽然量产尚需时日,但自今年以来,固态电池相关企业成为资本界的宠儿,已有多家企业宣布获得巨额融资。

市场前景美好 受投资者青睐

近日国家发改委副主任林念修公开指出,要巩固锂离子电池技术和产业优势,加快发展钠离子、固态电池、燃料电池等新型电池技术。据国海证券预计,2021至2030年全球固态电池出货量将高速增长,至2030年或将突破250GWh,市场空间达1500亿元以上。在液态电池到全固态电池的发展应用过程中,固态电池有望享受超乎寻常的估值溢价。

更有研究机构乐观预测,2030年全球范围内固态电池出货量或将达到276.8GWh,整体的渗透率预计将达到10%左右。而机构在看好固态电池领域的同时,固态电池相关企业也倍受投资者青睐。据不完全统计,自今年以来已有7家国内外固态电池生产商获得新投资。这其中就包括卫蓝新能源、高能时代、太蓝新能源、恩力动力、辉能科技等。

3月24日,卫蓝新能源发生工商变更,新增小米长江产业基金合伙企业、华为关联公司深圳哈勃科技投资合伙企业、宁波吉利蓝色计划企业管理合伙企业等多位股东,公司注册资本由5804万元增至6137万元。据相关投资人透露,卫蓝新能源估值已经有人开到150亿元人民币,相较于2021年2月的20亿元估值增长7倍以上,涨势非常惊人。

资料显示,这已是自2021年以来卫蓝新能源获得的第四轮融资。2021年2月,卫蓝新能源发生工商变更,新增股东包含复奇投资、海松资本、华融瑞泽、三峡资本等;2021年7月卫蓝新能源又发生工商变更,新增股东包含蔚来资本、IDG资本;2021年11月,卫蓝新能源再次发生工商变更,新增股东包含海松资本、允泰资本等,可谓被青睐有加。

据悉卫蓝新能源总部位于北京,现拥有北京房山、江苏溧阳、浙江湖州和山东淄博四大产业基地。值得注意的是,卫蓝新能源的最大股东为合肥蓝色里程创业投资,该主体指向蔚来资本。今年2月25日,卫蓝新能源100GWh固态锂电池项目在山东淄博开工,项目规划总投资400亿元。其中I期投资102亿元,年产半固态电池和全固态电池20GWh。

3月8日,太蓝新能源宣布完成A+轮融资,由碧桂园创投独家投资。公开资料显示,太蓝新能源专注于新型固态锂电池及关键锂电材料的技术开发和产业化。本轮资金将用于产线建设、产品研发及人才搭建。太蓝新能源CEO李彦表示,太蓝新能源固态电池关键性能指标已经实现颠覆性突破,拥有高安全可靠性、高能量密度、低生产成本等显著优势。

消息显示,太蓝新能源依托于先进固态电池技术设计,已打造出能同时提升安全、能量密度和快速充放等关键性能的体型固态电池。碧桂园创投董事总经理韦毅表示,很欣喜能在太蓝新能源看到固态电池行业取得的重要进展。据了解目前太蓝新能源正在重庆两江新区建设200MWh高比能固态锂电池自动化生产线,预计将于2022年9月正式建成投产。

今年1月底,据戴姆勒官网消息,梅赛德斯奔驰已与辉能科技签署了共同开发固态电池的技术合作协议,投资金额达数百万欧元。首款搭载全新的固态电池车型预计将在未来几年内推出,并将逐渐在未来五年搭载在系列乘用车当中。梅赛德斯奔驰提到通过与固态电池技术领域的领先企业合作,将促进公司电池技术的进步,并扩大合作伙伴网络。

根据协议,梅赛德斯奔驰的投资除了用于固态电池技术的开发,还将帮助辉能科技在欧洲建立生产制造厂,新工厂最快有望于2022年年底建成。根据规划,该工厂将专注于固态电池的开发,包括采用硅阳极、锂金属阳极和双极技术的固态电池。据悉辉能科技自动化中试线已为全球汽车制造商提供近8000个固态电池样品电芯,用于测试和模组开发。

除上述企业外,3月高能时代获得凤凰基金、欣旺达、珠海高新创投等机构超5000万人民币融资;2月SES宣布获得包括本田汽车、通用汽车、现代汽车、吉利控股集团、起亚公司及上汽集团等投资;1月恩力动力获得微光创投领投,博润资本、元诺天承、绿动资本以及势能资本超亿元投资;Factorial Energy宣布获得奔驰等2亿美元融资等。

由此可见在全世界范围内,无论是基础科学研究的团队,还是产业团队,都认为将容易燃烧的液态电解质用不容易燃烧的固态电解质替代形成全固态电池的解决方案,具有更高的安全性,理论上也具有高的能量密度和功率密度,也具有更加美好的未来。因此尽管固态电池依然存在着很多技术挑战,但是也吸引着资本竞相布局,以取得市场先机。

商业化提速 半固态仍然是主流

3月14日三星SDI宣布,已着手建造业内首条全固态电池试产线,目前已完成制造数个产品原型。据悉三星SDI全固态电池以硫化物为电解质,目前已获得相关专利并进入技术验证阶段。公司计划为该试产线引入纯电池极板、固态电解质加工设备及组装设备。而从某种程度而言,建立试产线意味着三星SDI已迈过全固态电池的量产关键技术门槛。

而有了这条试产线,三星SDI有望在全固态电池的量产之路上甩开对手。不过业内也大都认为,即便三星的固态电池能够成功实现量产,前路依旧横亘着多重难关,导致其商业化还面临着诸多难题。这其中就包括离开实验室后,固态电池锐减的功率密度以及快充性能欠佳的问题。因此从短期来看,三星SDI的固态电池极有可能停留在实验室阶段。

李泓更直言不讳地提到,目前为止全固态电池尚未形成完善的供应链体系。无机的固态电解质及原料还没有量产、没有形成供应链,聚合物电解质还不能直接与高电压正极材料匹配,全固态电池的界面电阻还比较高、低温性能比较差。另外在现有的全固态电池电芯设计方面,还没有完全解决循环过程中体积变化的影响,测试时需要较高的外部压力。

电极、电芯还没有成熟量产设备,电源管理系统集成方案、应用方案也不成熟。对全寿命周期全固态电池安全性的认识还不全面,测试和评价还不完备,没有形成标准体系,此外全固态电池目前的性价比也不清楚。因此我们说全固态电池的量产和商业化还需要时间来逐步的去加深认识、优化材料、提高电池设计和生产技术,逐步走向商业化应用。

具体到不同类型的全固态电池,聚合物全固态电池主要问题是只能在高温下运行,同时不耐氧化,只能跟磷酸铁锂正极来匹配,因此能量密度较低;薄膜全固态电池大容量的电芯比较难以制作,同时制造成本比较高;硫化物全固态电池对空气敏感,同时在正极和负极内部固固接触比较差;氧化物全固态电池电解质陶瓷片容易脆裂,界面电阻高。

近日中科院院士欧阳明高表示,现有的锂电技术,包括液态电池及半固态电池,在2030年前仍将占据绝对主导地位。2025年将成为液态电池向固态电池过渡关键期。全固态电池要实现产业化、并对市场格局产生重要影响,仍需十年左右。而从近期电池企业以及车企的表现来看,大家的近期目标均瞄准技术难度更低、更易商业化的半固态电池。

今年2月,东风汽车首批东风风神E70固态电池示范运营车在江西新余全球首发,首批50辆东风风神E70已完成交付,投放在江西、广州、浙江及江苏四地。而据了解,该车型已在去年12月进入2021年第12批新能源汽车推荐目录,并于今年2月进入到免征车辆购置税名单。标称系统能量密度160wh/kg,工况续航426km,搭载的正是半固态电池。

消息显示,该半固态电池由赣锋锂电配套,采用的是混合固液电解质锂电池,采用氧化物电解质和柔性固态隔膜,具有优良的电化学性能,可以通过包括针刺、挤压、过充、高温热箱等滥用测试,成组效率提升86%以上。但从综合数据来看,赣锋锂电半固态电池与当前主流的三元电池相比并不具备优势,在整车工况续航方面甚至不及目前主流车型。

此外国轩高科董事长李缜表示,公司为国内高端纯电动汽车配套半固态电池实现了续航里程超1000公里,比初代车型提高了1倍;孚能科技表示,公司首代能量密度330Wh/Kg的固液混合半固态电池已送样给整车厂客户;卫蓝新能源计划今年年底或者明年上半年开始量产续航1000公里半固态电池等。但在具体的样品出来之前,任何评论都为时过早。

李泓表示,当前日本多家团队、美国初创公司,以及加拿大、韩国、欧洲的团队,各个国家都在发展硫化物全固态、固态金属锂电池以及聚合物固态电池等。中国的初创公司结合了液态电解质及固态电池的优点,创新性发展半固态电池这个技术路线,不仅能够显著地提高现有液态电解质锂离子电池产品的安全性,也更能率先实现半固态电池规模量产。

全固态号称是锂电池的终极形态,欧美认为全固态电池的商业化,会带来动力电池市场的重新洗牌,希望以此实现对中国的换道超车。但从目前情况来看,无论是举国之力、拥有最多专利的日本,还是商业化走在最前面的欧美,面对固态电池高昂的成本和技术工艺的不成熟,全都无能为力。丰田希望2025年实现全固态电池装车,业内认为不太现实。

因此综合来看,半固态电池可兼顾液态电池和全固态电池的性能优势,可以最大程度兼容现有的工艺、设备及材料,能够使半固态电池以比较低的成本量产。根据蔚来、东风等车企传出的动向,半固态电池有望在今年内实现规模装车。至于全固态电池的商业化和量产由于还有很多难题待解,想要真正实现商业化还需要至少5-10年甚至更长的时间。

 

 

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