海報新聞
海報新聞記者 陳嘉偉 報道
近10年來,我國新能源汽車產業發展取得了長足進步。據中國汽車工業協會發布的數據顯示,2013年,我國新能源汽車銷售17642輛。2023年,新能源汽車銷售949.5萬輛,市場占有率達到31.6%,連續9年位居全球第一;新能源汽車出口120.3萬輛。2024年1—5月,新能源汽車銷售389.5萬輛,市場占有率達到33.9%;新能源汽車出口51.9萬輛。
下一個10年,新能源汽車產業的競爭核心在哪?除了智能駕駛領域,車企及上下游行業企業,紛紛將目光瞄準動力電池方面,對固態電池的研究悄然提速。
上汽集團(600104)、一汽集團、長安汽車(000625)、寧德時代(300750)、比亞迪(002594)等多家企業將固態電池小批量上車時間表設定為2027年。
三條技術路線并進
2024年5月27日,工信部發布了《電動汽車用動力蓄電池安全要求》(征求意見稿)。新標準做了一系列修改,對磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鈉離子電池、鋰金屬電池等的安全性提出了更高要求。
固態電池作為一種新型儲能技術,被公認為是新一代電化學儲能技術的主要路線。據公開資料,目前磷酸鐵鋰電池能量密度通常為100—160Wh/kg,三元鋰電池能量密度為150—350Wh/kg,而固態電池能量密度能達到400-900Wh/kg。
目前,對固態電池的技術研究主要集中在三條路線上,2024年3月,動力電池巨頭寧德時代的董事長曾毓群就公開表示,目前固態電池主要有氧化物路線、硫化物路線和聚合物路線。
寧德時代選擇了硫化物路線,選擇這一技術路線的企業還有國軒高科、蜂巢能源、欣旺達等。公開資料顯示,早在2022年,蜂巢能源全固態電池實驗室便研發出國內首批20Ah級硫系全固態原型電芯,該系列電芯能量密度達350—400Wh/kg,已通過針刺、200℃熱箱等實驗,不過何時能夠量產上車,該公司并未明確公布。
2024年4月,太藍新能源發布了全球首塊720Wh/kg能量密度的全固態鋰金屬電池,刷新了鋰電池最高能量密度的行業紀錄。不過對于該款全固態鋰金屬電池的量產裝車時間線,該公司尚未明確公布。太藍新能源是氧化物路線的代表性企業,除此之外,鋰生態龍頭贛鋒鋰業也在2023年9月推出了半固態“先鋒”電池,該電池采用柔性固體電解質隔膜和超級半固態電芯,能量密度可以達到400Wh/kg以上,其第二代(半)固態電池目前已經實現量產裝車。
上汽清陶能源、衛藍新能源、弗迪電池等企業則在聚合物路線努力嘗試。其中,上汽清陶能源目前已著手建造首條全固態電池生產線。該生產線計劃2025年底完工,一期產能規劃0.5GWh,第一階段產品能量密度可達400Wh/kg以上,二階段產品能量密度更有望突破500Wh/kg。
車企爭相入局
在動力電池廠商加大技術投入,以期獲得先發優勢之際,行業中下游的車企也紛紛入局。除了與電動電池廠商聯合研發外,不少車企也開始自主研發。
據不完全統計,比亞迪是國內車企中最早對固態電池進行研究的企業。2016年比亞迪提出要在未來10年、最快5年內推出固態電池。2018年,比亞迪推進固態電池項目商用,并把固態電池作為下一步研究重點。2021年,比亞迪公開了硫系添加劑全固態電池專利。此后關于比亞迪固態電池的市場消息多有傳出,不過幾乎都未被證實。
東風汽車在固態電池領域起步也非常早,從2018年起就成立了固態電池項目組,開展對固態電池、固態電池系統的技術研究。2024年北京車展上,東風汽車帶來了自主研發的新一代高比能固態電池。
到了最近兩年,固態電池研制熱度增高,不少企業宣布入局。
廣汽集團(601238)目前重點攻關固態電池、鈉離子電池等技術,計劃在2026年裝車搭載固態電池。2023年11月17日,該公司在廣州車展上宣布上述消息。廣汽集團稱,公司固態電池技術已經取得進展,在滿足安全性與可靠性要求的前提下,電芯能量密度可達400Wh/Kg。
同樣在2023年廣州車展上,長安汽車宣布,計劃到2030年推出液態、半固態、固態等8款自研電芯,形成不低于150GWh的電池產能。并計劃不晚于2027年推動重量能量密度達到350-500Wh/kg、體積能量密度750-1000Wh/L的電池,并逐步量產應用,2030年實現全面普及。
今年4月12日,廣汽集團在2024科技日上推出了高安全大容量全固態動力電池,宣布電池容量達到了30Ah,能量密度為400Wh/kg,整車續航里程可輕松超過1000km,而且在采用了超高鎳正極和超大容量硅負極的情況下,還能實現電池在200℃熱箱測試中不發生爆炸。
上汽集團則在5月24日官宣首條全固態電池生產線建成貫通倒計時500天正式啟動。據悉,上汽集團與清陶能源的合資公司上汽清陶全固態電池采用了聚合物—無機物復合電解質技術路線,預計能量密度將超過400Wh/kg,將是傳統動力電池的一倍以上。同時,電池還具備更高的安全性,即使是在針刺以及200℃熱箱的場景下,該電池也能夠確保電芯不起火不爆炸。
半固態電池先上車
不管是動力電池廠商還是車企,對固態電池的技術突破都頗具信心。但即便如此,固態電池想要真正的商業化,還是要面臨諸多考驗。
寧德時代董事長曾毓群曾對此進行過專門的評論:“前沿技術的落地要經歷3個路線,即技術路線、產品路線、商品路線。首先看在技術上是否成立、能否打通;其次,變成產品之后,在生產制造過程中安全性、可靠性、一致性、質量是否能保證;第三,是否能賣出去,因為太貴了可能會賣不動。此外,固態電池目前還有很多基本的科學問題待解決?!?/p>
蔚來汽車聯合創始人、總裁秦力洪也曾在ET7半固態電池測試時坦言,150kWh的固態電池包的成本接近一輛蔚來ET5。目前,2024款蔚來ET5的小電池包版本,買斷電池售價為29.8萬元,租賃電池售價為22.8萬元。
也就是說,雖然眾多廠商都公布了固態電池的上車時間表,但想要在商業化上取得成功,尚需更多時日。
從現實來看,半固態電池將率先量產商業化。
4月8日,智己L6正式發布,稱其搭載的133kWh固態電池,CTLC(中國輕型汽車行駛工況)續駛里程超1000km,峰值充電功率400kW。從嚴格意義上來說,智己L6所搭載的第一代光年固態電池,由于含有少量液體電解質,因此仍可被定義為“固液混合電解質電池”,即所謂的半固態電池。
據中國汽車動力電池產業創新聯盟的數據,2024年1-5月國內半固態電池裝車量達1621.8MWh。有機構統計,截至2023年底,國內半固態電池產能規劃累計超過298GWh,落地產能接近15GWh,預計2024年(半)固態電池裝機總量將突破5GWh。
2024年6月8日,長安汽車先進電池研究院副總經理、深藍汽車科技有限公司動力開發部副總經理杜長虹表示,“2024年是中國半固態電池上車元年”。杜長虹認為,固態電池發展經歷材料開發、電芯開發、工程化、千輛級量產和萬輛級量產五個階段后可實現大批量商業化發展。在未來相當長一段時間內,全球新能源汽車市場上液態電池、固態電池和燃料電池將并行發展,現在很難說誰主沉浮。
據不完全統計,除了上汽智己,長安、廣汽、蔚來、賽力斯、哪吒等車企也宣布了半固態電池裝車量產計劃。奔馳、大眾曾發布信息稱,2024—2026年將使用半固態電池。2024年5月,福田汽車表示,半固態電池已搭載在輕卡上進行測試。寧德時代、清陶能源、中創新航、蜂巢能源、輝能科技、贛鋒鋰業、億緯鋰能、國軒高科、比克電池、欣旺達、力神電池等也宣布了半固態電池上車計劃。
責編:劉旋
審核:魏鵬
責編:魏鵬