2023年固态电池技术大跃进:高能量密度与超快充引领未来汽车电池革命
2024-12-24 12:44:23发布 浏览176次 信息编号:189021
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固态电池最近非常火爆,呈现出大跃进式的发展,而且越来越让人摸不着头脑。
2023年6月,蔚蓝新能源宣布360Wh/kg锂电芯正式交付蔚来汽车。上汽集团旗下智机汽车透露,业内首款准900V超快充固态电池将量产并投入汽车;
泰兰新能源4月初通过官方渠道宣布,已成功研发出全球首款“车规级”全固态锂金属电池,能量密度高达720Wh/kg。
4月12日,广汽发布全固态电池,采用第三代海绵硅负极和高面积容量固态正极技术。
广汽永安电池研发负责人李进表示,这款全固态电池的能量密度可以达到400Wh/kg以上。与目前量产的液态锂离子电池相比,体积能量密度提高52%以上,质量能量密度提高50%以上。可以轻松实现1000公里以上的续航。
广汽集团总经理冯兴亚表示,全固态电池技术将于2026年实现量产,并率先应用于旗下好品车型。
固态电池被业界公认为燃油汽车的杀手,因为它采用固体电解质代替传统的液体电解质,大大提高了锂电池的能量密度。
与传统液体电池相比,固态电池具有技术颠覆性,可以解决电动汽车自燃、低温断电以及充电和续航等核心痛点。其充电速度可提升数倍,不受温度限制;其次,它的能量密度增加了一倍。次,续航里程以上;第三,固体电解质不易燃、无腐蚀性、不挥发、不会泄漏。化学性质更加稳定,无需担心穿刺后的安全问题。
固态电池是一个革命性的突破。因此,这是非常困难的。截至目前,固态电池在全球范围内尚未达到工程量产阶段。在中国,很多车企实际上仅限于半固态电池。
从近期厂商公布的固态电池来看,智集的固态电池本质上仍属于半固态。据供应商清涛能源总经理李政介绍,这种“固态电池”仍然需要液体成分来润湿极片,以利于极片之间电子的移动,但“润湿剂”的质量比例约占整体电池的10%,而普通锂离子电池的这一数字约为15%。电解质含量减少5%。
从电池芯中液态电解液的比例来看:10%的电解液含量刚刚达到半固态电池的及格线。
固态电池为何这么难?一是成本非常高,二是技术难度大,关键在于电解液由液体变成固体的过程。固体电解质存在离子电导率低、固固界面稳定性差、金属负极、锂枝晶生长等问题。 。这些技术问题影响电池的充放电速度、容量保持率和循环寿命,是固态电池商业化的关键障碍。
这就是为什么半固态电池的量产应用仅限于小批量示范作业。
但目前的情况是,智机此前宣称固态电池续航可达1000公里,而广汽很快就会实现1000公里。
从广汽的声明来看,此次发布的并不是半固态电池,而是真正的全固态电池。业内人士认为,这将是新能源汽车发展史上的一次革命性进步。这无疑让我们感到好奇。在中国,排名前两位的电池制造商是比亚迪和宁德时代。无论是技术还是资金,这两家巨头无疑都拥有更加充足的储备。他们为什么不采取任何行动?
这或许让我们想起了日本企业。
日本去年宣布固态电池研发成功,今年却迟迟没有动静
事实上,上一波大规模宣称固态电池研发成功的国家是日本。去年,日产、丰田、松下等巨头宣布固态电池研发成功。丰田声称比亚迪电池车,固态电池充电10分钟即可行驶1200公里,将续航里程延长至现有电动汽车的2.4倍。 12月,松下还推出了一款快充全固态电池,仅需3分钟即可从10%充电至80%。
日产已经宣布将在2025年也就是明年试产固态电池,不过目前我们还没有看到这三大公司有什么大动作。
目前广汽的这一波上市还没有真正量产,量产还需要等2年。
也就是说,目前的情况是中国企业和日本企业的套路是一样的。我们的产品还没有发布,但营销优先。他们首先在固态电池领域占据一席之地,并宣布量产时间节点。反正现在还没有发布。
这样做的好处是,相当于提前拿到了技术领先的标签。固态电池的技术优势可以给我现有的汽车产品带来溢价,这对目前的销量和公司的市场价值都有好处。
固态电池大跃进,宁德时代落后了吗?
现在的问题是大家都在宣扬100%固体电解质!可以想象,将会有更多厂商宣布自己研发成功固态电池。然而,电池龙头厂商宁德时代和比亚迪在固态电池方面并没有取得太大进展。是技术不好还是不愿意投资?
前段时间,宁德时代CEO曾毓群在接受英国《金融时报》采访时表示,固态电池远未达到预期。
此前,宁德时代董事长曾毓群曾表示:“我们公司已经努力了10多年,但我们仍然认为很难形成具有技术可行性和市场竞争力的产品。”
2021年以来,宁德时代在锂、钴、镍等电池资源方面投入超百亿,并在江西宜春等地国内投资建立碳酸锂材料生产基地。在固态电池方面,曾毓群表示,宁德时代“花了10年”,在实现固态电池可行性的竞赛中,他的团队“不落后于任何人”。
尽管如此,曾毓群认为,目前的固态电池技术在耐用性和安全性方面存在很多问题,包括电池寿命短以及车祸时电池破裂的后果。他还表示,宁德时代的目标不是固态电池,而是采用半固态材料的钠离子电池和凝聚态电池,并且样机已经投入生产。
难道是宁德时代的技术落后了?还没有动力去研发固态电池吗?
我想是的。固态电池是影响电池企业生死存亡的产品。它们不仅会扰乱汽油车辆,还会对液体电池造成破坏性打击。如果固态电池问世,而在固态电池技术上占据领先地位的厂商不是宁德时代,那么对宁德时代现有锂电池生产线的影响无疑是毁灭性的。
如今那么多厂商都说自己研发出了固态电池,但控制电池技术产业链制高点的宁德时代和比亚迪却迟迟没有取得突破。这是什么原因呢?
当大家都在喊固态电池时代来临的时候,你有没有想过这个问题?
例如,泰兰首款“汽车级”全固态锂金属电池,能量密度高达720Wh/kg,已宣告成功,并表示不再含有任何液态电解质。这一成就是现有所有电动汽车电池所望尘莫及的,因为目前市场上主流锂离子电池的能量密度通常徘徊在120Wh/kg至260Wh/kg之间。美国公司专门为高空“卫星”开发的电池才刚刚触及450Wh/kg的天花板。
换句话说,泰兰所取得的成就绝对是革命性的,可以碾压世界。但问题是,这个成果有没有经过第三方测试,有没有在车辆上测试过?在没有经过第三方测试的情况下就宣布成功是不是太仓促了?
无独有偶,电池巨头比亚迪并未宣称已成功研发固态电池。比亚迪高管近期也对半固态动力电池发表评论,称其“玩文字”。 “文字游戏”无非是暗指半固态车用电池(动力电池)虚假、不可靠。
在笔者看来比亚迪电池车,越是强大的巨头,越会考虑自己言行的社会影响,不敢轻易下结论,甚至在一项革命性的技术上假装成功。这或许是比亚迪和宁德时代对固态电池保持谨慎立场的重要原因。
欧阳明高院士曾这样说过:“我们曾经定下很高的目标,但最终没有实现。那么,我还想说,现在主要是关于公司的商业运营。大家知道,有最近很多发布会,都在讲电池创新,当然不能太过分,否则就变成炒作了。”
这种善意的提醒对于行业来说其实是非常有必要的。
读过历史的人都知道,我国历史上大跃进的错误主要表现在目标过高、夸大其词、错误急于求成、盲目冒进等脱离实际的仓促举措。大跃进期间,农业生产虚报现象十分普遍。事实上,食物严重短缺。重工业浪费了大量的资源、人力、物力,导致居民生活水平下降,损害社会生产力的发展。
固态电解质有很多好处,包括提高安全性和能量密度。这是大家都喜欢的事情。现在各个公司的固态电池续航里程越来越好。相反,宁德时代、比亚迪却沉默不语,众多二三线厂商正在陆续取得突破。是大跃进式的夸张,还是比亚迪、宁德时代落后于时代,原有的电池业务将被颠覆?在固态电池大势已去、即将量产的当下,这个问题或许值得深思。
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