在電氣化快速發(fā)展的背景下,固態(tài)電池成為了電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)研發(fā)目標(biāo)。
近日,福特與寶馬都表示,雙方正聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)投資公司Volta Energy Technologies,共同主導(dǎo)對(duì)固態(tài)電池新創(chuàng)公司Solid Power進(jìn)行一輪1.3億美元投資。這項(xiàng)投資使Solid Power有能力生產(chǎn)全尺寸汽車電池,擴(kuò)大內(nèi)部生產(chǎn)能力。對(duì)此,寶馬電池技術(shù)主管Peter Lamp表示,此次B輪融資將使Solid Power有望在未來(lái)10年內(nèi),量產(chǎn)供應(yīng)電動(dòng)車所需固態(tài)電池。
備受追捧 固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)在哪里?
埃隆馬斯克(Elon Musk)曾說(shuō)過(guò):“電池是未來(lái)的關(guān)鍵。”
目前,市場(chǎng)上在售的電動(dòng)車型大多使用的都是鋰離子電池,在正極與負(fù)極之間使用液體電解質(zhì)。從早期的鉛酸電池,到豐田等日企主打的鎳氫電池,再到08年特斯拉roaster使用的鋰離子電池,傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池已經(jīng)成為眾車企的“寵兒”。
近年來(lái),隨著新能源汽車銷量逐年增長(zhǎng),電動(dòng)車起火的事故也隨之增多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2020年全年被媒體報(bào)道的電動(dòng)車自燃事故高達(dá)124起。自燃的原因是由于鋰離子電池發(fā)生內(nèi)部或外部短路,短時(shí)間內(nèi)電池釋放大量熱量,溫度驟然升高,導(dǎo)致失控。而液體電解質(zhì)在高溫下會(huì)被點(diǎn)燃,這樣就會(huì)導(dǎo)致電池起火或者產(chǎn)生爆炸。
固態(tài)電池的出現(xiàn),正是用來(lái)打破限制,讓電池能量密度、安全性更上一層樓的關(guān)鍵。相對(duì)于鋰離子電池而言,固態(tài)電池具有能量密度高、能量?jī)?chǔ)備大、穩(wěn)定性強(qiáng)、充電效率快等特點(diǎn)。同時(shí),固態(tài)電池的電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,即使在高溫情況下,也不會(huì)著火,安全性更高。
BNEF儲(chǔ)能分析師CeciliaL Ecluse在報(bào)告中說(shuō):“固態(tài)電池可以增加里程,縮短充電時(shí)間,消除火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。” BNEF預(yù)測(cè),未來(lái)15年,隨著工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,固態(tài)電池的成本將下降。要知道,在2010年,鋰離子電池每1kWh的成本超過(guò)了1000美元,但如今已經(jīng)下降近10倍。再加上目前已經(jīng)有大量公司、部門積極致力于研究固態(tài)電池技術(shù),因此固態(tài)電池復(fù)制鋰離子電池的成本下降速度也不是不可能的。
Bloomberg數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)2028-2035年,采用固態(tài)電池的電動(dòng)車將增長(zhǎng)37倍,而固態(tài)電池的成本將下降至40美元/KWh,甚至低于液態(tài)電池。成本下降即意味著固態(tài)電池將實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,這無(wú)疑將是電動(dòng)汽車發(fā)展之路的重要里程碑。因此,各個(gè)車企開始聞風(fēng)而動(dòng),都想在固態(tài)電池領(lǐng)域搶占先機(jī),早日實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
終局之戰(zhàn) 全球車企提速固態(tài)電池商業(yè)化
早在2010年,豐田就曾推出過(guò)續(xù)航里程可超過(guò)1000KM的固態(tài)電池,不過(guò)當(dāng)時(shí)只能在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行測(cè)試。似乎是在研發(fā)過(guò)程中看到了曙光,2020年豐田與松下合作成立了一家合資公司,開發(fā)生產(chǎn)固態(tài)電池。并且豐田表示,正在概念車上測(cè)試固態(tài)電池,希望在2025年正式量產(chǎn)首款搭載固態(tài)電池的汽車。而根據(jù)豐田在測(cè)試中取得的數(shù)據(jù)來(lái)看,豐田的固態(tài)電池僅需15分鐘即可從零電量充至滿電。不過(guò),在耐用性和安全性方面仍和量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有很大距離,目前豐田的工程師們正在調(diào)整電池的陽(yáng)極和其他材料構(gòu)成,尤其是固態(tài)電解質(zhì)。
不止豐田,其他車企也在固態(tài)電池領(lǐng)域也有了一定的成果。
1月9日,蔚來(lái)汽車還發(fā)布了一款單體能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池包,并定于2022年四季度進(jìn)行對(duì)外交付。不過(guò),蔚來(lái)采用的是“半固態(tài)電池”,它同時(shí)使用了固態(tài)電解質(zhì)和電解液,保留了傳統(tǒng)鋰離子電池的隔膜等組成部分。
在今年3月15日的電力日上,大眾集團(tuán)公布了固態(tài)電池計(jì)劃。在大眾集團(tuán)看來(lái),固態(tài)電池是未來(lái)車輛動(dòng)力電池的終極形態(tài),因?yàn)楣虘B(tài)電池有更高的性能和更低的成本,有能力在短短12分鐘內(nèi)充電80%,且續(xù)航能力比相同尺寸和重量的液態(tài)電池多30%。目前,大眾集團(tuán)正在與美國(guó)固態(tài)電池公司QuantumScape開展密切合作,不僅在2018年投資1億美元與其組建合資公司,還在2020年6月向其追加了2億美元投資。并且,大眾集團(tuán)預(yù)計(jì)2025年之后就可以銷售固態(tài)電池車型。
長(zhǎng)城汽車旗下的蜂巢能源也聯(lián)手中科院設(shè)立了固態(tài)電池研究中心,計(jì)劃在2025年推出能量密度達(dá)350-500Wh/kg的固態(tài)電池。目前,長(zhǎng)城在半固態(tài)電池技術(shù)方面已經(jīng)取得了一定的成果,并推出了首款基于無(wú)鈷材料體系的“不起火、自愈合”的果凍電池。
根據(jù)SNE Researchd的測(cè)算,2025年固態(tài)電池全球市場(chǎng)空間有望達(dá)到60億元,而2025年我國(guó)固態(tài)電池市場(chǎng)空間有望達(dá)30億元,2030年有望達(dá)到200億元??梢钥闯?,固態(tài)電池的應(yīng)用已經(jīng)成為未來(lái)的重要發(fā)展方向。
原標(biāo)題:備受追捧 固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)在哪里?