固態(tài)電池,神話破滅!
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2024-05-09
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固態(tài)電池,神話破滅!
進(jìn)入4月份,固態(tài)電池成為新能源汽車領(lǐng)域的熱門話題,繼智己汽車實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)上車之后,廣汽埃安緊隨其后,宣布在2026年將全固態(tài)電池量產(chǎn)上車。
你可能早已聽(tīng)過(guò)新能源市場(chǎng)的知名電池,比如“刀片電池”“彈匣電池”“麒麟電池”等等,但按照原材料來(lái)看,主流產(chǎn)品中只有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池兩種。
但無(wú)論你的愛(ài)車用的是哪種電池,極端溫度下續(xù)航銳減、能量密度不夠高等問(wèn)題始終存在。純電動(dòng)車要想續(xù)航更長(zhǎng)且扎實(shí),光靠對(duì)磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池進(jìn)行“擠牙膏”式的升級(jí)很難實(shí)現(xiàn)更大的突破。
相比上述兩種電池,固態(tài)電池的電解質(zhì)更穩(wěn)定,續(xù)航更扎實(shí),并能適配更高功率的快充技術(shù)。從理論上說(shuō),固態(tài)電池是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的完美替代品,而且除了智己、廣汽等車企之外,寶馬、大眾、豐田等傳統(tǒng)海外品牌,以及太藍(lán)新能源、輝能科技等頭部動(dòng)力電池企業(yè)也發(fā)布了固態(tài)電池的相關(guān)計(jì)劃,純電動(dòng)車市或?qū)⒂瓉?lái)革命性的變化。
部分業(yè)內(nèi)人士的態(tài)度比較樂(lè)觀,他們認(rèn)為全固態(tài)電池預(yù)計(jì)在2030年前后就能普及,但小通認(rèn)為不妨將重點(diǎn)放在眼前:我們或許能從智己L6所搭載的第一代“光年”固態(tài)電池中,發(fā)現(xiàn)固態(tài)電池領(lǐng)域接下來(lái)的行業(yè)動(dòng)向。
半固態(tài)電池
不是固態(tài)電池
按照官方的說(shuō)法,第一代“光年”固態(tài)電池采用的是納米尺度固態(tài)電解質(zhì)包覆超高鎳材料,新一代高比能復(fù)合硅碳材料為負(fù)極,電池容量已經(jīng)來(lái)到夸張的133kW·h,在極端情況下也不會(huì)出現(xiàn)熱蔓延、起火,而且整車的CLTC純電續(xù)航里程超過(guò)1000km,充電12分鐘可以補(bǔ)能400km。
就這實(shí)力,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池都不敢應(yīng)戰(zhàn)。
從技術(shù)上說(shuō),智己L6搭載的“光年”固態(tài)電池在數(shù)據(jù)上確實(shí)遙遙領(lǐng)先,但官方還是玩了一把文字游戲。在智己L6發(fā)布會(huì)次日,電池供應(yīng)商清陶新能源稱,智己采用的清陶第一代產(chǎn)品,在電解質(zhì)中加入了10%的浸潤(rùn)液。
固態(tài)電池一般有三種形式,分別是半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài),它們的液體含量分別為5-10wt%、0-5wt%、0wt%。這么看來(lái),智己L6所采用的第一代“光年”固態(tài)電池實(shí)際上就是“半固態(tài)電池”,還未達(dá)到全固態(tài)電池的級(jí)別。
對(duì)于半固態(tài)電池是否屬于固態(tài)電池,網(wǎng)上的爭(zhēng)議并不少。智己汽車CEO劉濤曾用“白馬算不算馬”來(lái)回應(yīng)這一爭(zhēng)議,而不少?gòu)S商則表示固態(tài)電池應(yīng)該在性能上遙遙領(lǐng)先現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池,而半固態(tài)電池的性能指標(biāo)并沒(méi)有拉開(kāi)太明顯的差距。
蔚來(lái)150kW·h電池的能量密度為360Wh/kg,智己L6133kW·h電池包的能量密度為368Wh/kg,而高鎳三元鋰電池目前的能量密度極限在300Wh/kg左右,兩個(gè)半固態(tài)電池的能量密度并沒(méi)有高出太多。
如果只看體驗(yàn),半固態(tài)電池的主要亮點(diǎn)是安全和續(xù)航。當(dāng)下主流的三元鋰電池車型其實(shí)已經(jīng)通過(guò)不少嚴(yán)苛的安全測(cè)試,另外目前麒麟電池的最大容量已經(jīng)做到140kW·h,比亞迪將在今年8月份發(fā)布的第二代刀片電池,據(jù)悉可以支持比亞迪的純電動(dòng)車型行駛1000km以上的最大續(xù)航里程,半固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)也并不明顯。
這就是問(wèn)題所在:體驗(yàn)達(dá)不到“遙遙領(lǐng)先”,但半固態(tài)電池的成本和終端價(jià)格,卻要高不少。還是以智己L6為例,搭載“光年”電池的版本預(yù)售價(jià)格“不超過(guò)33萬(wàn)”,而普通的版本起售價(jià)卻在20萬(wàn)元出頭。
顯然,低于預(yù)期的表現(xiàn)很難讓半固態(tài)電池有明顯的吸引力,最終是不是噱頭,相信消費(fèi)者會(huì)給出自己的判斷。
半固態(tài)電池上車
已經(jīng)邁出了關(guān)鍵的一步
從液態(tài)電池轉(zhuǎn)化到固態(tài)電池,被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是電池技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì),半固態(tài)電池則是這一趨勢(shì)中的過(guò)渡產(chǎn)品,但要清楚的是,半固態(tài)電池并不代表實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)上車的一半,而是“萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步”,途中還需要克服不少技術(shù)難關(guān)。
小通了解到,第一代“光年”固態(tài)電池屬于固態(tài)電池的第一階段——保留隔膜的半固態(tài)電池,第二階段的半固態(tài)電池將去除隔膜,到了第三階段才來(lái)到全固態(tài)電池。
傳統(tǒng)液態(tài)電池需要電解液、電解質(zhì)鹽、隔膜等材料,而固態(tài)電池中的電解質(zhì),除了起到傳導(dǎo)鋰離子的作用之外,還能充當(dāng)隔膜的作用。因此,隔膜是判斷半固態(tài)電池和全固態(tài)電池的重要依據(jù)之一。
然而,半固態(tài)電池要想拿到這塊隔膜并不容易。就目前的技術(shù)來(lái)看,半固態(tài)電池的制備方法采用了不少傳統(tǒng)鋰離子電池的工藝和裝備技術(shù),比如衛(wèi)藍(lán)新能源的半固態(tài)電池,在制造工藝流程上與目前鋰電池有九成以上的通用性,只不過(guò)在剩下的一成工藝中仍存在技術(shù)難點(diǎn),研發(fā)成本和制造成本下不來(lái)。
智己L6是全球首款第一款將固態(tài)電池量產(chǎn)上車的產(chǎn)品,但蔚來(lái)早在2021年就已經(jīng)發(fā)布了150kW·h的半固態(tài)電池包。按照規(guī)劃,蔚來(lái)本應(yīng)該在2022年第四季度交付,沒(méi)想到直接延期到2023年第三季度。蔚來(lái)總裁秦力洪透露,150kW·h固態(tài)電池包的制造成本甚至與一輛30萬(wàn)元左右的蔚來(lái)ET5相當(dāng)。
這還僅僅是在工藝技術(shù)上與鋰電池有九成以上通用性的半固態(tài)電池,如果是全固態(tài)電池,制造成本只會(huì)更高。有分析機(jī)構(gòu)估算,固態(tài)電池在2026年的成本在5700元/kW·h左右。換而言之,如果你在2026買一輛搭載100kW·h固態(tài)電池的純電動(dòng)車,光是電池的成本已經(jīng)來(lái)到了57萬(wàn)元,再加上關(guān)鍵的三大件和電子電氣架構(gòu),量產(chǎn)車落地要上百萬(wàn)完全有可能。
恰好,廣汽集團(tuán)宣布在2026年將全固態(tài)動(dòng)力電池量產(chǎn)上車,屆時(shí)我們可以看看這款量產(chǎn)車的價(jià)格到底會(huì)來(lái)到哪個(gè)級(jí)別。
與此同時(shí),鋰電池的成本也在逐漸降低。今年,磷酸鐵鋰電池的電芯成本已經(jīng)降到0.4元/Wh以內(nèi),而三元鋰電池也在0.5元/Wh以內(nèi),即便固態(tài)電池的實(shí)力再?gòu)?qiáng),也遠(yuǎn)不如鋰離子電池的性價(jià)比高,而且市場(chǎng)目前處于供大于求的狀態(tài),鋰離子電池的價(jià)格只會(huì)更便宜。
固態(tài)電池本身的成本高,只需要想辦法逐漸把成本降下來(lái)就可以了,然而鋰離子電池的高性價(jià)比似乎“扼殺”了固態(tài)電池的發(fā)展。
從消費(fèi)者的角度來(lái)看,小通當(dāng)然希望各家車企在技術(shù)上卷起來(lái),但車企畢竟不是慈善機(jī)構(gòu),需要權(quán)衡最終的收益和支出,來(lái)決定是否要跳出“技術(shù)舒適區(qū)”。
現(xiàn)在討論半固態(tài)電池算不算固態(tài)電池已經(jīng)意義不大,但半固態(tài)電池的量產(chǎn)上車很重要,這對(duì)車企來(lái)說(shuō)敢于邁出這一步已經(jīng)很關(guān)鍵。車企在邁出這一步后面臨的困難只會(huì)更多,比如充電速度能否與燃油車媲美、補(bǔ)能體系是否與當(dāng)下充電樁通用、如何壓縮成本等等。
如果車企能將固態(tài)電池下放到受眾比較廣的30萬(wàn)級(jí)別市場(chǎng),固態(tài)電池才有普及的可能。