自2008年鋰電池應用于新能源汽車以來,動力電池的能量密度已經由最初的100Wh/kg提高到250Wh/kg。當前技術體系下,動力電池能量密度無法一直提升,能量密度和安全是博弈的兩端。

電池網資料圖片

銷售額為0,市值超過1000億元,這不是神話,而是一家美國固態電池企業Quantum Scape(簡稱QS)創造的奇跡。

這家企業在2020年11月借殼上市,登陸美國紐交所,股價最高時,市值一度超過3000億元,被股民稱為電池領域的一支妖股。

QS為何如此受資本追捧?固態電池的時代來了嗎?產業化真實進展究竟如何?

資本狂歡的背后

鋰電池是打開電動車時代大門的鑰匙。

自2008年鋰電池應用于新能源汽車以來,動力電池的能量密度已經由最初的100Wh/kg提高到250Wh/kg。當前技術體系下,動力電池能量密度無法一直提升,能量密度和安全是博弈的兩端。

這兩年,頻發的電動車起火事故正敲響警鐘,動力電池能量密度正在迫近極限。行業普遍認為,300Wh/kg的能量密度將是液態電解質鋰電池的天花板。

而固態電池正是打破限制,讓電池能量密度、安全性更上一層樓的關鍵。QS高市值的背后,是市場對下一代動力電池技術的期待。

這家成立于2010年的初創公司,得到了大眾集團、上汽集團、大陸集團和比爾·蓋茨等優質資本的支持,被認為是最接近量產的固態電池創新企業。

固態電池核心技術難點在于電解質。

電解質是鋰離子傳輸的重要媒介,對電池性能至關重要。目前,市場上主流的固態電池按電解質的不同可分為三種類型:聚合物、硫化物和氧化物。基于不同技術體系的固態電解質材料,各具優勢和挑戰。

其中,氧化物材料的柔韌性比較差,界面接觸較差,會導致界面阻抗增加;聚合物則存在著導電率過低的問題,比現在液態電解質的導電率低4-5個數量級;硫化物固態電池則面臨電解質對空氣敏感、制造條件苛刻、原材料昂貴、規模化生產技術不成熟等問題。

QS聲稱,他們已經解決了電解質難題。2015年左右,QS發現了一種可以規避上述種種弊端的材料,并花費5年時間來研究如何有效生產這種材料。按照QS的表述,這種材料已經被生產出來,從根本上解決了阻礙固態電池商業化的基礎科學難題。

目前,QS以擔心被競爭對手竊取為由,拒絕詳細透露其固態電解質材料。

盡管如此,電池專家、前特斯拉聯合創始人J.B. Straubel給予了QS極高的評價:“Quantum Scape有機會重新定義電池行業。”

然而,想重新定義電池行業不止QS一家。在這場角逐中,傳統電池巨頭、車企、初創電池企業都牟足了勁。

行業普遍分析,2025年將是固態電池真正落地的關鍵時間點。從公開透露信息來看,有三家企業表態最為強勢,除了QS以外,另外兩家分別為輝能科技和豐田汽車。

搶灘2025

爭奪最早落地時間點,QS將量產時間定在2024年,并表示將與大眾集團成立合資企業生產固態電池,并為其電動車供應電池。

今年1月,QS公司在社交媒體上披露,其固態電池產品能量密度超過1000Wh/L,完成近1100次的循環測試,仍可保持80%以上的容量。

“我們是第一個解決固態問題的人,沒有其他固態系統可以接近這個”,QS創始人Jagdeep Singh在一次采訪中自信的表示。

輝能科技正在直面挑戰這份自信。這是一家來自中國臺灣的創新公司,稱其技術要領先QS七年。

不同于QS對電解質技術的保守,輝能科技透露,其選擇的技術路線是氧化物體系,正極和負極則同QS一樣,分別采用三元材料和金屬鋰。

輝能科技表示,其原型電池已經制造出來,質量能量密度達到383Wh/kg,體積能量密度為1025Wh/L,循環測試可以做到500次。

關于量產計劃,輝能科技也與QS相近,預定在2023年進行試產,2024年量產。與輝能科技公開合作的企業有4家,一汽、天際、蔚來以及愛馳。

從兩家企業公布的信息來看,產品性能、量產時間都非常接近。輝能科技叫板QS是噱頭還是實力?還有待觀察。目前,能明顯看出輝能科技領先的部分,是其生產線的建設進程。

輝能科技已經確定在浙江杭州的青山湖科技城選址建廠,該項目計劃總投資380億元,累計產能7GWh,預計今年6月前完成1GWh的產線建設。

按照輝能科技的說法,其本身技術準備和驗證已經問題不大,后續主要解決產線建設以及供應鏈體系成熟的問題。

固態電池的量產需要經歷實驗室-小試-中試-量產等環節。輝能科技認為,其他企業多數處于小試、中試階段,而其本身已經走到規模量產階段。

同時,這家狂傲的企業判斷,豐田汽車在固態電池領域的布局要遠快于QS等其他企業,但也與之有四年的差距。

豐田是業內公認在固態電池領域最有實力的玩家之一。追溯其布局時間來看,豐田最早提出相關動態是在2008年,與固態電池初創企業Ilika展開合作。

2014年,豐田宣布其正在進行固態電池開發工作,并擁有最多的技術專利。2017年,豐田宣布與松下攜手,表示雙方將在固態電池研發方面進行長期且深入的合作。

圍繞動力電池領域的合作,豐田與松下還成立了一家合資公司Prime Planet Energy&Solutions Inc.,前后者持股比例為51:49。這家合資公司在2020年4月份開始運營,現在有大約5100名員工。

豐田采用的是硫化物技術路線,原本計劃在2020年東京奧運會展示固態電池研發成果。受疫情影響,不得不將計劃推遲到2021年。

盡管沒有透露具體數據,豐田表示,已經按照計劃成功制造出固態電池的樣品,且安裝到概念車上,希望成為全球首家量產搭載固態電池汽車的廠商,計劃于2021年推出原型車,2025年左右開始量產。

改良技術競賽

從三家領跑的企業來看,普遍將固態電池量產時間設定在2025年左右。而那些即將在2021年、2022年量產的說法從何而來?

2021年1月,蔚來汽車在NIO Day上宣布,將在2022年發布一款單體能量密度達360Wh/kg的固態電池包產品。

[責任編輯:林音]

免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與電池網無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性,本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內容。涉及資本市場或上市公司內容也不構成任何投資建議,投資者據此操作,風險自擔!

凡本網注明?“來源:XXX(非電池網)”的作品,凡屬媒體采訪本網或本網協調的專家、企業家等資源的稿件,轉載目的在于傳遞行業更多的信息或觀點,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。

如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理、刪除。電話:400-6197-660-2?郵箱:[email protected]

電池網微信
鋰電池
固態電池
中國電池網