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三千亿元固态电池市场,谁能拔得头筹?

日期:2021-04-30    来源:电池中国网

国际新能源网

2021
04/30
10:44
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关键词: 固态电池 现代汽车 宁德时代

近日,市场又传来了诸多参与固态电池技术研究的企业最新动态。

4月23日,有外媒报道称,本田公司正独力展开全固态电池研究,今年将开始生产技术验证。

同在当天,有消息称,宝马表示预计到2030年,将固态电池技术运用在乘用车上,并计划在2025年率先推出一款“示范车”。

4月22日,现代汽车也宣布了“公司正在开发固态电池,并计划在2030年大规模生产固态电池汽车”的消息。

时间再往前,据悉,4月14日,蜂巢能源与中国科学院宁波材料技术与工程研究所共建的固态电池技术研究中心正式成立并举行了签约揭牌仪式;

4月9日,赣锋锂业宣布拟投资22亿元建设包括高比能固态电池超薄锂负极材料在内的项目;

事实上,“多才多艺”的固态电池被众多企业青睐,并不足为奇。

据悉,固态电池是以固态电解质取代目前主流的液态电解质,企业可选用更利于提高能量密度的电极材料,同时简化封装和冷却系统,这使得同一体积的电池系统可以承载更多能量,提高电池续航能力。

同时,采用固态电解质可以避免液态电解质在充放电过程中形成的界面膜和锂枝晶导致的相关问题,固态电池的循环性和使用寿命也得到了极大提升。

更重要的是,一旦动力电池受损而释放出庞大热量,液态电解质容易令整个电池着火,而固态电解质则可极大降低电池发热带来的风险。

正式凭借高能量密度、安全性、循环寿命等方面的优势,固态电池成为下一代电池技术“扛把子”的有力竞争者,并被业内寄予厚望。

然而,虽然目前“大热”的固态电池“看起来很美”,但由于涉及到电池技术的巨大革新,真正意义上的全固态电池似乎还需要假以时日才能和我们“见面”。

今年4月,宁德时代董事长曾毓群曾在接受媒体访谈时直言:“ 3-5年内能搭载到新能源汽车上的,都不是全固态电池”。

不过依照参与企业给出的“规划时间表”,业内预计,固态电池技术真正成熟可能需要等到2025年前后,真正具备量产能力可能需要等到2030年前后。届时,电池行业的格局或将迎来“剧变”,而抓住此机遇的“入围”企业或将在未来新能源领域占据更多的主动权。

01、技术革新从来不会一蹴而就

“这是一种这样的技术:当你觉得已经完成了90%,几乎达到目标时,你突然意识到剩下的10%比前面的90%困难得多。”国外车企Fisker创始人Henrik Fisker在上月初表示,公司已经放弃固态电池计划。据悉,早在2018年以前,Fisker就已经在“默默”研发固态电池。

固态电池研发技术之难可见一斑。据业内人士介绍,固态电池核心技术难点主要在于电解质,而根据电解质的不同,目前科学界又将其分为三类:聚合物、硫化物和氧化物。

从企业参与技术路线来看,日韩企业(丰田、三星SDI等)由于在硫化物领域积累深厚,多采用硫化物固态电解质技术路线,压重注打造全固态电池;而中国企业(清陶发展、卫蓝新能源、辉能科技等)多采用氧化物为主,更有可能采取从固液混合/半固态电池到全固态电池过渡的形式分步实现;欧美企业在聚合物、氧化物、硫化物路径选择上相对更均衡。

但不管是基于哪种固态电解质材料的技术路线,参与企业均面临不小的挑战。

其中,氧化物材料的柔韧性比较差,界面接触较差,这会导致界面阻抗增加;聚合物则存在着导电率过低的问题,比现在液态电解质的导电率低4-5个数量级;硫化物固态电池则面临电解质对空气敏感、制造条件苛刻、原材料昂贵、规模化生产技术不成熟等问题。

同时,即使技术的难点得以攻克,并不断走向成熟后,固态电池想实现全面应用到动力电池领域,也还需要经过成本控制、供应链调整、装车验证等多个不可忽视的重要环节。

这样看来,电池技术想真正从“液态”转向“固态”,耗时许久也就不足为奇了。

02、电池革新带来的新机遇

众所周知,技术的革新从来都不会一蹴而就。但只要新能源行业对电池在能量密度、安全性、电池寿命等方面有更高的诉求,叠加众多企业沿着不同技术路线,分头行动,快速推进,相信真正的固态电池“该来的,总会来”。而随着电池技术更新换代,未来电池业的竞争格局势必迎来剧变。

一方面,固态电池全面应用到动力电池领域,将对现有电池生产线、材料等方面形成不小的冲击。

以电池材料体系为例。“全固态电池的正负极及活性材料还将在很大程度上保持原有材料体系,但电解液和隔膜将被完全取代。”业内人士指出。

另一方面,由于固态电池的参与者众多,加上技术路线的“混战”,必将会迎来现有供应链的重塑。

事实上,这些重大变革的背后,也酝酿着巨大的市场机遇。

在液态锂电池时代,市场份额主要集中在中日韩等少数几家动力电池巨头手里,这些企业凭借着多年的技术研发、积淀和资源积累,建立的行业“护城河”已经非常稳固,后来者“破局”的机会渺茫。

而未来固态电池时代的到来则打开了一个新通道。专注固态电池,频频涌现的初创企业(国内如辉能科技、清陶能源、卫蓝新能源;国外如Quantum Scape、Solid Power等)得以与传统电池企业站在同一起跑线上展开竞争;而车企则迎来了重新掌握电池技术主动权的机会:

一方面,像丰田、本田等车企直接进行固态电池技术布局。另一方面也通过支持初创企业,与他们一起快速发力,对固态电池技术进行集中单点突破(例如,Quantum Scape与大众、Solid Power与宝马等)。

近日,宝马公司在发布固态电池研发消息时,就曾直言不讳地表示“电芯开发是公司电动汽车转型的核心。”

与此同时,不同于初创企业的孤注一掷,在竞争格局中,作为“守擂者”的传统电池巨头们在保持领先位置的同时,则做好了两手准备:一边布局固态电池,一边继续挖掘液态电池的改良空间。

比如在改善电池的封装工艺方面,创新技术包括宁德时代的CTC技术,比亚迪的刀片电池、蜂巢能源的叠片电池等;在电池正负极材料改良方面,则出现了掺硅补锂、超高镍电池等方向的技术研究。

在市场需求方面,据预测,到2030年,全球固态电池需求有望达到500GWh,按照专家保守估计,将形成三千亿元以上的市场规模。

不难发现,固态电池不光是一场技术上的创新与突破,也将成为整个动力电池行业巨大变革的“引擎”。不管是“经验老道”的老选手,还是已经开始崭露头角的新入局者,谁能率先突破技术瓶颈,及时抓住新技术赋予的发展机遇,谁就将在这场未来的电池争夺战中获得主动权,在这场盛宴中分得更多的份额。


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