中國儲能網訊:到目前為止,僅存于實驗室應用固態(tài)電池或將成為2022年汽車行業(yè)第一個迎春的響雷。
仿佛一夜之間,對于固態(tài)電池的憧憬如同春節(jié)期間的祝福用語,將要溢出的希望給予再一次讓電池行業(yè)有了新生的感受。
甚至在行業(yè)間不時涌現(xiàn)出斗志昂揚的話術,“如果固態(tài)電池成功,這將成為新能源汽車動力電池的終極形態(tài),同時也是動力電池行業(yè)一個重要的分水嶺和技術制高點,不出意外,固態(tài)電池普及之日,就是燃油車退出歷史舞臺之時”。
如此厚重的囑托,不僅讓固態(tài)電池車成功登頂“行業(yè)最佳理想電池伴侶”,也讓其成為了車企、電池供應商之間明爭暗斗的一個技術壁壘,仿佛得“固態(tài)電池者得天下”。
從美國的橡樹嶺國家實驗室,到日本島內到豐田、日產、松下,再到國內到中科院和寧德時代,幾乎全新能源產業(yè)鏈中最智慧的那幫人都在決心攻克固態(tài)電池這件事兒。
誰才能得到市場的青睞
能夠成功造出并實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化的企業(yè),必須成為行業(yè)的偶像。
大眾汽車電芯中心負責人弗蘭克·布洛梅甚至把固態(tài)電池描述為鋰離子等效電池的“終結者”,是可控核聚變實現(xiàn)之前,人類能源設備發(fā)展的終點。這是普通用戶難以感同深受的飽滿情感。
在使用和創(chuàng)造之間,那群正在創(chuàng)造奇跡的人兒,會成為全產業(yè)鏈的普羅米修斯,然而這個人兒會是誰,天神也無法預料。
在經歷了一口氣發(fā)布15款純電車型目標后,豐田再一次亮出對于新能源汽車市場突如其來的追趕,早前該公司研究中心首席執(zhí)行官吉爾·普拉特對外透露,豐田計劃率先在混合動力車上使用固態(tài)電池,在2025年之前將固態(tài)電池商業(yè)化。
這句話可以被解讀為,豐田想要乘勝追擊,在15款車型的規(guī)劃之下,做第一個可以在大規(guī)模量產下使用下一代固態(tài)電池的汽車制造商。這里的重點詞是商業(yè)化。
畢竟在口high大過現(xiàn)實的年代里,實現(xiàn)真正意義的落地,有時候筆登天還難。早在2021年5月,寧德時代就放話,“公司已經可以做出固態(tài)電池樣品”,可后半句是“但是距離實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化還有很遠的路要走?!睔g喜一場空,國內動力電池“一霸”的寧德時代在面對固態(tài)電池能夠量產的問題上謹慎的有些慫,這不僅將機會送給了別人,其實也為固態(tài)電池量變到質變又一次提供了溫床。
那記得一年前,蔚來ET7在“NIO Day 2020”上正式亮相時,李斌給予ET7最大的期待便是來自于ET7將要搭載能量密度高達360Wh/kg的固態(tài)電池,一次充電續(xù)航里程可以達到1000公里以上。
那記得那時臺下掌聲、歡呼聲、吵鬧聲夾雜在一起的喜悅,臺上李斌笑逐顏開地說到,這一切都在進行中,大家期待吧。
這個大餅,明顯眾人們吃的太香。蔚來+固態(tài)電池的消息一出,據(jù)悉整個材料界和電池產業(yè)鏈炸了鍋。在次日鋰電池概念股票幾乎全線暴跌,很多投資者認為,固態(tài)電池一旦商業(yè)化應用,當前的液態(tài)鋰離子電池可能會被市場拋棄。
或許,豐田汽車也是希望享受這般被久久關注的快感,既然已經躬身入局,那何不讓暴風雨來的更加猛烈一些吧。
有媒體報道,“豐田所研發(fā)的第一個應用固態(tài)電池或將是一款混合動力車?!睂Υ耍?豐田給出的解釋是,公司的電動計劃主要是關注電池,而不是純電動車。但目前還不清楚他指的是傳統(tǒng)混合動力還是插電式混合動力。但無論是傳統(tǒng)混合還是新能源汽車,重點并不是車型,而是固態(tài)電池的商業(yè)化運用。
這張王牌,是現(xiàn)今電池產業(yè)鏈上唯一確認可以改變當下液態(tài)電池諸多問題的解決方案。
研發(fā)堪比登月
固態(tài)電池有幾大優(yōu)勢,一為提升電池續(xù)航能力,二為縮短充電時間,三為減少鋰離子電池起火風險,四則是降低車輛成本。不要懷疑自己此刻感受到的,在大義凌然的說完前三者可以拔高新能源汽車行業(yè)高度的建樹后,降低車輛成本才是成為車企們日以繼日創(chuàng)造固態(tài)電池的根本之源。
日產曾在2021年11月的一次新聞發(fā)布會上提到,如果固態(tài)電池可進行可持續(xù)的商業(yè)化,那么日產預計,到2028年,固態(tài)電池將使電動車電池包的成本降至每千瓦時75美元,最終目標是降至65美元以下。
這意味著什么?
在網絡上,我們找到了這樣的解釋,“目前電池平均每千瓦時100至150美元,如果可以將電池成本降低到65美元以下,那對于一輛擁有100千瓦時電池包的汽車而言,可能會節(jié)省8000美元以上?!?
這里的重大意義就是,純電動車的成本將與汽油車持平,屆時才是真正意義上普及新能源汽車的時代,可這個時代好遠,但似乎觸手可及了。當前,固態(tài)電池的技術路線可分為聚合物、硫化物及氧化物路線。其中,歐美企業(yè)側重于氧化物和聚合物技術路線;中國企業(yè)側重于氧化物技術路線;日韓偏重硫化物技術路線。
可惜,這三條技術路線均遇到了相似的瓶頸,在無法解決電解質的問題下,固態(tài)電池其他的問題也接踵而來,包括循環(huán)性能差、固固界面的反應機理及機制問題,以及鋰負極的可充性等等。難怪行業(yè)人士提出,“固態(tài)電池比登月還難,登月都成功了,固態(tài)電池的長征不知到何時?!?
為此,BC咨詢了車企做電池研究的技術人員,他做了一些簡單易懂的告知,“其實,固態(tài)電池早就運用在手機、相機、無人機等數(shù)碼產品,但由于汽車場景更為苛刻,導致固態(tài)電池的呈現(xiàn)也必須承擔這些苛刻,比如日常的用車試駕路段,溫度差異,都會導致固態(tài)電池更大的能量密度,標準的不同導致從而導致固態(tài)電池目前只能僅存于實驗室,研究者們必須反復千次萬次的實驗,確保去解決每一次產生的不穩(wěn)定的問題,車企和定尺廠家并不存在競爭,而是機遇和時間的問題,固態(tài)電池是一個全新的東西,完全的新,是界定在區(qū)別液態(tài)電池之上的全部,全新的體系,如何去設計,都是難題......”
寧德時代創(chuàng)始人曾毓群曾在接受采訪中表示,全固態(tài)電池所需的固態(tài)電解質中離子擴散速度僅為電解液的十分之一,若要提升能量密度只能將固態(tài)顆粒納米化,這也是固態(tài)電池帶來的工藝難題。
不僅如此,如果解決了工藝難題,如果實現(xiàn)成本控制,到達和燃油車媲美的價值,這優(yōu)勢另外一個問題。
如果不看這些疑問,無疑固態(tài)電池的大餅如同一個完美刻畫的人物,代表著新能源汽車市場更高的向往,除了豐田、日產等車企,大眾汽車集團在2021年3月舉行的PowerDay上也表示,未來將著力發(fā)展固態(tài)電池技術,并預計2025年投入使用。
車企們的頻頻出手,意識著這個行業(yè)的變天,實驗室中科學家們的矜矜業(yè)業(yè),車企們在外的拼命畫餅,都是為了體面的活著。