中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：作為新能源汽車(chē)的“心臟”，動(dòng)力電池性能至關(guān)重要。近日，在“2020 NIO Day”上，蔚來(lái)發(fā)布了首款150kWh固態(tài)電池，宣布可實(shí)現(xiàn)360Wh/kg超高能量密度，搭載該電池的蔚來(lái)ET7 轎車(chē)?yán)m(xù)航將超過(guò)1000公里。
提升動(dòng)力電池能量密度，解決安全性、里程焦慮等問(wèn)題，一直是行業(yè)努力的方向，固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)更是備受矚目。但是目前全固態(tài)電池商業(yè)化尚早，技術(shù)、工藝和成本等難題尚未解決。
“蔚來(lái)汽車(chē)將搭載固態(tài)電池”發(fā)布后，行業(yè)內(nèi)掀起了一輪固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用的大范圍討論。
固態(tài)電池影響資本市場(chǎng)
鋰電四大主材受影響
一石激起千層浪。此前，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈備受資本市場(chǎng)青睞，鋰電個(gè)股漲勢(shì)喜人。蔚來(lái)發(fā)布固態(tài)電池的消息，給資本市場(chǎng)帶來(lái)的影響尤為顯著。其中，鋰電池隔膜、電解液個(gè)股全線大跌。據(jù)悉，1月11日當(dāng)天，星源材質(zhì)跌幅一度接近20%，新宙邦跌逾14%，恩捷股份、天賜材料等多只個(gè)股跌停。
“為了五年后都未必能解決技術(shù)問(wèn)題的固態(tài)電池，直接將電解質(zhì)隔膜相關(guān)股票影響跌停?！蹦匙C券機(jī)構(gòu)行業(yè)研究員感概，A股投資者的想象力太豐富了。
當(dāng)前純電動(dòng)汽車(chē)使用的動(dòng)力電池，不管是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池，都是液態(tài)電解液的鋰離子電池，電芯是由正極、隔膜、負(fù)極，注入電解液制造而成。而固態(tài)電池，則是用固態(tài)電解質(zhì)代替隔膜和電解液，也就意味著將用于離子傳導(dǎo)的介質(zhì)，從液態(tài)換成固態(tài)。有行業(yè)觀點(diǎn)認(rèn)為，蔚來(lái)發(fā)布固態(tài)電池量產(chǎn)的消息，或?qū)︿囯娭杏苇h(huán)節(jié)造成洗牌，按照受影響程度，隔膜>電解液>負(fù)極>正極，其中隔膜及電解液受到的負(fù)面影響較大。
蔚來(lái)發(fā)布首款150kWh固態(tài)電池后，行業(yè)人士紛紛猜測(cè)誰(shuí)是其固態(tài)電池的供應(yīng)商。記者了解到，目前中國(guó)專(zhuān)注研發(fā)固態(tài)電池的企業(yè)很多，比如中國(guó)臺(tái)灣輝能、江蘇清陶、北京衛(wèi)藍(lán)、贛鋒鋰業(yè)、無(wú)錫海特等。前四家離產(chǎn)業(yè)化比較接近，已有產(chǎn)品出廠應(yīng)用于商用無(wú)人機(jī)中。寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、蜂巢能源等傳統(tǒng)動(dòng)力電池龍頭企業(yè)也在大力研發(fā)固態(tài)電池，但沒(méi)有對(duì)外宣布。
固態(tài)電池量產(chǎn)還有距離
過(guò)渡技術(shù)為半固態(tài)電池
對(duì)于在行業(yè)內(nèi)引起的“波瀾”，之后蔚來(lái)官方出來(lái)“辟謠”，稱2022年量產(chǎn)固態(tài)電池，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是“半固態(tài)電池”，目前蔚來(lái)采用的并非全固態(tài)電池，還是帶有液體（電解質(zhì)）。對(duì)于電池供應(yīng)商是誰(shuí)家，蔚來(lái)官方表示，不方便透露。
根據(jù)蔚來(lái)官方的宣傳，該固態(tài)電池技術(shù)采用了原位固化工藝的固液電解質(zhì)，確保電芯安全；使用無(wú)機(jī)預(yù)鋰化工藝的硅碳負(fù)極，配合納米級(jí)包覆工藝的超高鎳正極。有行業(yè)人士表示，蔚來(lái)的“固態(tài)電池”，包括了正極高鎳、負(fù)極硅碳、電解質(zhì)半固態(tài)三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，分別在材料和工藝兩個(gè)層面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。本質(zhì)上沒(méi)有顛覆性技術(shù)，更多是沿著行業(yè)公認(rèn)主流技術(shù)路線的推進(jìn)和落地，并不是真正意義上的固態(tài)電池。
東吳證券發(fā)布的行業(yè)研究報(bào)告同樣指出，蔚來(lái)搭載的150kWh電池或?yàn)榘牍虘B(tài)電池，屬于液態(tài)至固態(tài)電池的過(guò)渡性技術(shù)。據(jù)悉，半固態(tài)電池基本沿襲現(xiàn)有四大材料技術(shù)體系，隔膜不變，電解液變成固液結(jié)合，正極進(jìn)一步超高鎳化，負(fù)極用硅碳負(fù)極，且需要預(yù)鋰化，鋰用量增35%，碳納米管用量也會(huì)增加。
記者了解到，半固態(tài)電池作為一種過(guò)渡技術(shù)，核心在于同時(shí)具備固液電解液，量產(chǎn)在即。2020年10月，清陶能源表示，該公司固態(tài)電池技術(shù)以氧化物路線為主，已經(jīng)與北汽、合眾汽車(chē)等進(jìn)行了裝車(chē)測(cè)試合作，單體電池能量密度可以做到300Wh/kg，而2021年裝車(chē)產(chǎn)品有望達(dá)到350Wh/kg。
下一代動(dòng)力電池技術(shù)
兼顧能量密度和安全性是關(guān)鍵
行業(yè)對(duì)固態(tài)電池的熱切期盼，更從側(cè)面反映了動(dòng)力電池需要解決的純電動(dòng)汽車(chē)痛點(diǎn)。“固態(tài)電池主要是解決能量密度、安全性這兩個(gè)方面的痛點(diǎn)。”欣旺達(dá)副總裁梁銳如此定位固態(tài)電池。
據(jù)悉，在現(xiàn)有的正負(fù)極材料體系下，300Wh/kg已經(jīng)是能量密度的上限，但固態(tài)電池用上鋰金屬負(fù)極則可以輕松突破這一上限，達(dá)到400～500Wh/kg。此外，全固態(tài)電池完全沒(méi)有電解液，電池被穿刺后，不易起火和爆炸，固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、也不存在漏液風(fēng)險(xiǎn)，被穿刺后也不會(huì)短路。
由此可見(jiàn)，固態(tài)電池作為“下一代電池技術(shù)”，不僅能夠解決純電動(dòng)汽車(chē)的痛點(diǎn)，還能顛覆現(xiàn)有電池技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。無(wú)論對(duì)于車(chē)企還是供應(yīng)商來(lái)講，提前布局“下一代電池技術(shù)”都至關(guān)重要。
據(jù)東吳證券發(fā)布的行業(yè)研究報(bào)告顯示，從全球看，各大企業(yè)對(duì)于固態(tài)電池都處于研發(fā)和中試階段。日本作為第一梯隊(duì)，其固態(tài)硫化物電池開(kāi)發(fā)的龍頭企業(yè)——豐田公司，已成功研發(fā)出固態(tài)電池并完成了中試；中國(guó)和美國(guó)目前處于第二梯隊(duì)，預(yù)計(jì)2020～2025年研發(fā)取得突破性進(jìn)展，2025年大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化可期；韓國(guó)和德國(guó)正在追趕。
梁銳也提到，固態(tài)電池的上述特點(diǎn)雖能夠在實(shí)驗(yàn)室的成果中展現(xiàn)出來(lái)，但在性能達(dá)標(biāo)的前提下，具備可靠性、長(zhǎng)期性等商業(yè)化特點(diǎn)，還有一定的距離，而欣旺達(dá)從2017年就開(kāi)始在固態(tài)電池方面布局。目前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，固態(tài)電池在2025年～2030年之間可以實(shí)現(xiàn)商用化。
