汽車的新能源化似乎是不可逆的趨勢,尤其是中國蓬勃的新能源汽車浪潮正在深度影響全球。
據中國汽車流通協會數據,純電動車出口達170萬輛,占中國新能源汽車總出口量的85%。從2019年中國純電動車出口不足25萬輛,到2024年的170萬輛,4年時間增長6倍多;國內市場,2024年新能源乘用車銷量為1105萬輛,同比增長40%,占乘用車國內銷量比例為48%。
中國電動汽車在國際、國內表現強勁得益于中國新能源產業日益成熟及新能源技術不斷創新帶來了成本優勢;但問題也隨之凸顯——技術與供應鏈的高度同質化讓電動汽車的競爭變得愈發內卷。去年6月,歐盟宣布對來自中國的電動汽車加征關稅,同樣是忌憚于極具性價比的中國電動汽車會對歐洲汽車產生沖擊。
吊詭的是,中國電動汽車廠商,除少數能夠實現盈利外,大多數是負利潤。盡管電動汽車盈利不容樂觀,但汽車電動化已然成為全球汽車行業的共識,在這種趨勢下,國內各大廠商紛紛開始大手筆押寶可以改變電動車競爭規則的技術——固態電池。
固態電池能量密度高、更加安全,而且體積更小,對電動汽車的發展具有革命性的影響。
傳統液態鋰電池在大電流下工作可能產生鋰枝晶,鋰枝晶可能會刺破隔膜導致短路,而電解液在高溫下可能會出現燃燒現象,但固態電池可以很好地避免這種情況發生。此外,固態電池的能量密度可達到400wh/kg以上,充電10分鐘、續航超1000公里成為現實。
業內人士表示,固態電池對技術路線、制造工藝的要求都很高,而且成本也非常高,規模量產的難度比較大,「技術與成本都能兼顧,至少要到2030年」。
不過,無論是聚焦汽車動力電池的寧德時代,還是比亞迪、長安、吉利、廣汽等這些傳統車企,均把固態電池小規模量產的時間節點選擇在了2027年前后;其中長安、廣汽更是激進地聲稱「預計2026年就可實現量產」。
日前,全國政協常委、經濟委員會副主任,工業和信息化部原部長苗圩在第二屆中國全固態電池創新發展高峰論壇上表示,從目前全球固態電池研發進展的情況來看,固態電池技術工藝還沒有成熟,大體上2027年前后才能實現小批量生產之后,距離大規模的量產還需要更長的時間。
苗圩進一步解釋說,固態電池在技術和工藝的問題之外,成本也是固態電池大規模量產的關鍵因素,固態電池在沒有大規模量產的前提下,一個100度的電池包僅材料成本就超過20萬元。
去年4月,寧德時代首席科學家吳凱表示,全固態電池的成熟度指標,若用1-9數字表示,寧德時代目前的成熟度在4的水平,目標到2027年到7-8的水平。
「2027年,寧德時代全固態電池小批量生產機會很大,但受成本等因素制約,大規模生產尚不能實現。」吳凱認為,未來動力電池一個重要的方向是全固態電池,但相當長一段時間液態鋰電池還將占主導地位。
固態電池量產難度的關鍵在于固態電解質。目前,固態電解質主要有四條技術路線,分別為聚合物體系、氧化物體系、硫化物體系和鹵化物體系,但這四條技術路線各有優劣。
不過,硫化物技術路線被認為是率先量產的可行性較大最大的路線,比如寧德時代、比亞迪都是該路線。而廣汽則是兩條開發路線,一是硫化物路線,另一條是聚合物路線。
事實上,國內硫化物全固態電池的技術路線在很大程度是受到了豐田固態電池技術的啟發。豐田自2006年開始固態電池研發工作,一直堅持硫化物路線,在全球范圍內擁有1300多項固態電池專利。
2月18日,豐田在華獨資公司——雷克薩斯(上海)新能源有限公司正式成立;該公司將于2027年在華投產雷克薩斯純電動車型,而這與此前豐田方面對外宣稱的全固態電池在2027年實現量產基本吻合。
未來,雷克薩斯搭載豐田量產的固態電池的幾率非常大:一是雷克薩斯具備更高的品牌溢價,能夠cover住固態電池的高成本,二是充電10分鐘就能行駛1200公里的「卓越性能」,與豪華品牌的形象更為匹配。
比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍在第二屆中國全固態電池創新發展高峰論壇上透露,比亞迪將在2027年左右啟動全固態電池批量示范裝車應用,首搭的將是高端車型,2030年后實現大規模上車。
在主流車企中,長安汽車投資的太藍新能源在固態電池技術選擇的是氧化物路線,這與寧德時代、比亞迪、廣汽都不同,但太藍新能源認為,這是目前最具量產前景的技術路線。
長安汽車董事長朱華榮明確了固態電池的量產時間表:2025年底完成功能樣件開發,2026年啟動裝車驗證,2027年實現規模化量產。
對固態電池,欣旺達方面的相關技術人員表示,目前還沒有一款電解質材料能夠同時滿足良好的加工性、低成本和高離子導電率等要求。
此前,蜂巢能源前沿技術研發總經理苗力孝則表示,公司固態電池預估將在2030年后實現裝車,現階段,固態電池在材料開發、膜制備、電芯制造、系統設計、回收利用方面均存在較大挑戰,「硫化鋰原材料成本過高,使用條件苛刻;硫化物鹵化物電解質空氣穩定性極差,批次穩定性控制難度大」。
寫在后面:不完全統計,2027年前后將是固態電池小規模量產裝車的關鍵年份,屆時,電動汽車的競爭也將進入到更高維度、更好價值的競爭時代。但毋庸置疑的是,誰能夠率先實現固態電池的規模裝車,誰就將開啟電動的2.0時代,誰就會牢牢握住建立競爭秩序的權杖。
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