编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 00:53:23
文 | 尹路
编辑|马克
4月8日,上汽智己发布了旗下最新车型智己L6,智己称这款车在全行业中第一个运用了“准900V超快充固态电池”,可以实现超过1000公里的续航里程。3月26日,Vivo发布的最新折叠屏手机X Fold3采取了半固态电池,固态电池这一长期勾留在观点阶段的产品,同时在消费电子产品和车用动力电池领域进入运用阶段。
固态电池技能从出身之日起就广受瞩目,由于其在电芯能量密度、安全性、充放电性能方面的巨大潜力,一贯被视为电池领域的下一代产品,能够给所有利用电池设备的产品带来革命性的提升。但现阶段运用的这些固态电池,间隔人们希望中的那个目标还有不小差距。
比如智己关于“固态电池”的提法就备受争议,这款电池的生产商清陶能源表示,该电池是半固态电池,而关于半固态电池是否算固态电池,在行业内一贯存在争议。
液态锂电池的主流技能路线只有磷酸铁锂和三元锂两种,其他钴酸锂、锰酸锂、钛酸锂等材料的电池只在很有限的场景下才有运用,分类比较清晰。而固态电池技能路线相对繁芜,分类标准一贯存在争议,根据目前相对主流的分类标准,可以大致分为全固态与半固态两大类。(详见下表)
争议焦点是性能
当前关于固态电池最紧张的争议是半固态电池到底算不算固态电池。
上汽智己汽车联席CEO刘涛在社交媒体上用“白马算不算马”回应半固态是否算固态电池的争议,但也有不少整车厂和电池企业表示,半固态电池和液态锂电池的性能指标并没有代际差距,以是宣扬上强调半固态电池的做法不可取。
这两种表态已经说清了这一争议的根源,认为半固态电池属于固态电池的一方强调的是电池的电解质主体已经是固态材料,比如智己采取的电池,其电解质中90%为固体,10%为液态浸润剂,从电解质的性状上来说,当然该当算固态电池。
而认为不应该在宣扬中强调固态观点的一方,其核心不雅观点是固态电池该当在性能指标上大幅度领先现有的液态锂电池,比如电芯能量密度超出一倍以上,安全性、充放电性能都拥有代际上风,而现有的半固态电池在性能指标上完备达不到这一标准。
作为现有动力电池市场霸占率第一的企业,宁德时期一贯坚持固态电池该当是采取全新正负极材料体系,全固态电解质的下一代电池,当前与液态锂电池正负极材料相似的半固态电池无法发挥固态电解质的全部性能,是范例的过渡性技能。
过去数年终于固态电池的观点传播,已经在消费者心中形成了统一认知,即固态电池性能非常领先,技能上足以颠覆现有的液态锂电池。但这个认知针对的是采取全新正负极材料的全固态电池,而不是和现有锂电池没有实质差别的半固态电池。
从性能指标上看,现在量产装车的半固态电池,不论蔚来的150KWh电池,还是智己L6的半固态电池,其电芯能量密度都在350Wh/KG旁边,比现有最高水平的三元锂电池提升不到20%。
而电池包层面,宁德时期的麒麟电池最大做到140KWh电量,2022年已经在极氪009上实现装车,磷酸铁锂电池包的最大电量也靠近100KWh,操持2024年8月发布的比亚迪第二代刀片电池,其电芯能量密度也将大幅提升,可以支持比亚迪纯电车型达到1000公里以上的最大续航里程。
即便是固态电池一贯强调的安全性上风,半固态电池和现有电池比较,上风也不明显。
半固态电池由于电解质中可燃物的占频年夜幅减少,以是动怒风险大幅降落,比较5年前的液态锂电池,其安全上风非常大,但和近两三年发布的电池比较,上风并不明显。最新的液态锂电池通过运用各种电池包安全技能,绝大部分都可以实现只冒烟,不动怒。对消费者来说,液态锂电池和半固态电池如果发生严重问题,终极的结果都是整车全损,保险赔钱。
半固态电池到底算不算固态电池的争议,实在质并不是电解质材料是不是固态,而是电池性能是否达到了消费者对固态电池的高期望值,从这个角度上说,现在的半固态电池的确还算不上固态电池。
本钱是最大的拦路虎固态电池的发展毫无疑问因此技能打破为根本的,新型正负极材料、电解质材料的研发是个中最关键的环节,过去一段韶光关于固态电池的新闻也都集中于此。
比如4月7日,重庆太蓝新能源公司发布了一款达到车规级的全固态电池,正极采取富锂锰基材料,负极采取含锂金属,电解质采取氧化物固态电解质,封装采取铝塑膜软包,在实验室中测得的电芯能量密度达到720Wh/KG,不论是材料体系还是性能参数都知足了人们对固态电池的设想。
但这款电池和外洋企业如LG、SKI、丰田等发布的固态电池样品一样,虽然性能喜人,但都勾留在实验室小样阶段,距工业化量产还有不少障碍,个中涉及的工程问题、工艺问题都还须要数年韶光去逐一占领。
不论是材料技能,还是工程工艺,只假如技能问题,在固态电池的发展当中都已经有理解决路径,真正拦在固态电池前面最大的障碍是本钱和运用难题。
固态电池当前所有的技能路线,须要用到的材料本钱都非常高昂,比如氧化物电解质的本钱最低也在数百元一公斤,而现有的电解液关键质料六氟磷酸锂的本钱仅有几十元一公斤,加工成电解液本钱也不超过一百元一公斤,差距悬殊。
以蔚来的150KWh半固态电池包为例,一块150KWh电池包的本钱和一台蔚来ET5的价格相称,靠近30万元,是普通电池包价格的3倍。这还只是半固态电池的价格,如果是全固态,其本钱一定更加高昂。
随着量产规模的扩大,固态电池的本钱肯定会快速降落,但到底用多久能够靠近现在液态锂电池的本钱,行业内最乐不雅观的估计也不少于20年。
而且液态锂电池的本钱依然在持续优化。2024年,磷酸铁锂电池的电芯本钱已经降到0.4元/Wh以内,三元锂电池也降到0.5元/Wh以内,在市场总体供过于求的环境下,年内逼近0.3元/Wh大关将是大概率事宜。
液态锂电池的本钱越低,固态电池的运用阻力就越大,即便全固态电池未来5-10年内投入运用,也只汇合中在极少数高端豪华产品线当中,乃至车企会逐渐形成一种配置模式,固态电池只用于高毛利的旗舰产品,真正要销量的产品,依然会采取三元锂、磷酸铁锂材料的电池。类似燃油车时期既有八缸、十缸、十二缸发动机的超跑、豪车,也有利用四缸机的大众车型。
而且现在的主流车企的确正在这样操作,欧美、日本的主流车企一壁在大力投入全固态电池的研发,一壁在跟现在的动力电池供应商签署规模达数十GWh,数百亿美元的供应合约,这些合约的交付韶光大多是2025年—2026年开始,为期5年旁边。而一旦达到这种规模,车企就不可能随意切换技能路线,就像现在欧美车企从燃油车切换到新能源车困难重重一样。
车企一旦形成固态电池+液态电池高低搭配的模式,全固态电池的大规模运用就会越来越难,由于全体固态电池家当链会越来越适应这种小规模、高毛利的模式,进入小而美的舒适区,失落去和液态锂电池卷本钱、卷价格的动力。
目前环球固态电池研发的领跑者是丰田,在技能专利上暂时领先,但中国投入固态电池领域的企业数量更多,不论是北京卫蓝新能源、清陶能源、重庆太蓝新能源这类固态电池初创企业,还是宁德时期、赣锋锂业、天赐材料这些现有的电池家昔时夜型企业,都在大力投入固态电池干系领域,中国在固态电池的研发进度上处于环球第一梯队。
但固态电池不要轻言打破,技能打破只是第一步,量产、本钱、运用,之后的每一关都困难重重。基于中国弘大的市场规模和环球领先的电池家当链,中国企业拥有得天独厚的先天上风。未来10年—20年,以技能储备为主,市场运用为辅,瞄准30万元以上豪华车市场及航空市场,将成为中国固态电池企业紧张的发展方向。
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