2024年,或许将成为半固态电池量产上车的元年。
近日,蔚来150kWh半固态电池包量产下线,李斌川藏线直播;智己L6开启预售,首搭固态电池;广汽埃安预告,4月12日将亮相全固态电池。
与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是,固态电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。固态电池一般功率密度较低,能量密度较高。由于固态电池的功率重量比较高,所以它是电动汽车理想的电池。
优势上,固态电池充电速度更快、能量密度大幅提升、安全性更高、低温不怕电量跳水、循环寿命更长且对热管理的需求会降低,它相对完美地解决了当前电池技术的瓶颈与问题。
固态电池虽好,但目前在量产上车仍面临许多问题。也因此,抓住量产固态电池的先机,成为车企“卷”智能电动车的又一争夺。
埃安的全固态电池,提前两年到来?
4月9日,广汽昊铂官宣将于本月12日亮相全固态电池,号称采用100%固态电解质。广汽宣称这款电池拥有超高能量密度、超强本征安全以及超宽使用温域,已从实验室走向量产应用。
在去年11月举行的广汽集团新闻发布会上,广汽埃安曾对外表示,将于2026年实现全固态电池量产搭载,昊铂将率先采用。
今年2月,广汽昊铂再次公布固态电池研发的最新进展,表示目前该电池的能量密度已经超过350Wh/kg,150周循环后,电池容量能够保持在90%以上。
此次昊铂官宣“全固态电池已从实验室走向量产应用”,意味着直接将落地提前了两年。只是,不知这是一次颠覆行业的突破性进展,还是又一次“文字游戏”。
如果仍然是昊铂2月宣传的350Wh/kg的电池能量密度,那么,昊铂的“全固态”仍然是半固态电池,并不是真正意义上的全固态电池。不过,具体仍然要等待昊铂4月12日发布的最新数据和量产情况。
之所以说又一次“文字游戏”,是因为不久前的智己,就在固态电池宣传上引发了争议。
今年3月25日,智己在宣传固态电池上车时也曾引发争议:智己用的是固态电池吗?半固态电池算是固态电池吗?针对一系列的争议,智己还回应称:“白马是不是马呢?”
智己汽车联席CEO刘涛在公开社媒平台表示,智己L6是首个量产上车的超快充固态电池。不久后,腾势销售事业部总经理赵长江在社媒平台公开表示:“这个时候在宣传半固态车用电池的就是在玩文字游戏。”疑似隔空喊话智己刘涛。
4月8日,智己发布了新车智己L6,搭载的133kWh电池包,单体能量密度达368Wh,最高续航超1000km。
从披露的信息来看,智己L6搭载的固态电池来自清华系创业项目清陶新能源。目前这款电池液态电解质含量在5%-15%之间,从严格意义上来说还是半固态电池,而不是全固态电池。
按照清陶新能源的计划,2024年量产第二代电池,含量将降至5%以下。而后在2027年量产第3代电池,这时才是真正的全固态电池。所以,目前离全固态电池上车还为时尚早。
半固态和全固态,白马非马?
来看半固态电池与全固态电池,一字之差,二者之间却存在很大区别。
目前,磷酸铁锂电池的能量密度一般在100Wh/kg-160Wh/kg,三元锂电池的能量密度通常在150Wh/kg-250Wh/kg。而固态电池的能量密度预计可以轻松突破500Wh/kg,是传统液体电池的2-3倍。
对比于液态、半固态锂电池来看,固态锂电池优势也比较突出。全固态电池的电解质采用全固体材料,不需要隔膜。其固态电解质能够匹配电容量更大的正负极材料,实现更高的电池能量密度。
以电池能量密度划分,半固态,准固态和全固态的能量密度普遍以350Wh/kg 、400Wh/kg 和500Wh/kg 为标准。对于开发难度,业内专家表示,准固态的研发难度与半固态完全没有可比性。可以这样理解,半固态如果是0到1的研发,准固态或全固态不是1到100,而是0到100。
从宣传来看,相比上汽和广汽,蔚来实际更早也更直白地宣传了半固态电池。
在2022年底的NIO DAY发布全新ES8时,蔚来就称其150kWh的电池包用的是半固态电池。去年12月,李斌曾亲自测试150kWh电池包的续航能力,最终成绩为1044km,电池包CLTC续航里程为1055km。
今年4月3日,蔚来汽车宣布150kWh超长续航电池包正式步入量产阶段,计划在接下来的第二季度正式上线投入使用。
不过在4月8日开启川藏线直播时,蔚来李斌也承认,150度(半固态)电池包象征意义大于实际意义。“谁没事儿一口气开1000多公里,它解决的是1%的场景问题,日常生活中的意义没有那么大。”
此外,包括比亚迪、宁德时代、长安等中国企业,都有固态电池的具体研发计划及布局,只不过,部分布局未将如期按照计划变现。
固态电池离普及还有多远?
去年年底,丰田宣布2027年全固态电池才可能落地。
再往前追述,丰田早在2004年就开始研发固态电池,2014年就研发出了能量密度400Wh/kg的固态电池。为何10年之久,还未能商用?
固态电池好处如此之多,研发难度自然也很大。
如前文所说,全固态的研发难度与半固态完全没有可比性。过去固态电池的研发迟迟推进不下去,一大原因在于,它是一种使用固体电极和固体电解质的电池,而不是传统锂离子电池中的液体或凝胶电解质。
直到目前,固态电池还有很多技术上的不确定性,包括电池衰减严重的问题、安全性问题以及商用化成本问题。其固态电池研发的难度更大、成本更高。
在中国,清陶能源此前发布的报告显示,已经开发出430Wh/kg的全固态叠片电池;卫蓝新能源的开发报告中,同样也有420Wh/kg和600Wh/kg的固态电池;中科派思目前最高的动力电池能量,则已经达到705Wh/kg的水准,是业内最高水平。还有相当一部分电池企业,也达到了准固态或全固态电池能量密度的标准。
中国的固态电池研发速度越来越快,只是商业落地还需时间。
当前,包括丰田、QuantumScape、Solid Power、清陶能源在内的主流固态电池研发厂商,大多计划在2025年至2028年间实现小规模量产(试产)。预计到2030年,全球锂离子固态/半固态电池商业化产能将初步形成规模,届时固态锂电池的续航里程能力或将能达到现有液态锂电池的2-3倍,续航堪比传统燃油车。
不过,也有求稳前进的。宁德时代董事长曾毓群就认为:“固态电池有很多科学及技术的基础问题尚未解决,我们公司深耕10多年,仍然认为难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。”
在曾毓群看来,固态电池距离商业化还有数年时间,这项技术还不够完善,缺乏耐用性,且仍然存在安全问题。
鉴于全固态的高门槛,稳步研发也不无道理。在3月举行的百人会媒体沟通会上,欧阳明高也曾提到关于固态电池技术颠覆风险的问题。
“现在有一个现象是,用固态电池的名称混淆全固态和固液混合,注意,我们为什么叫做全固态电池创新平台,而不是固态电池创新平台?就是为了避免混淆。”欧阳明高认为,“一定要注意,固液混合不是颠覆性技术,但全固态有颠覆的潜在风险,只是还不是现实威胁。全固态电池的门槛很高,难度很大,切莫急功近利,否则欲速不达。”
虽然,固态电池作为动力电池的前沿产物,对比目前的液体电池有着明显的能量密度优势,谁都想成为第一个吃螃蟹的人,想在更短的时间内占得全固态电池的先机,但如欧阳明高所说:急功近利,容易欲速则不达。
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