伴隨新一代動力電池研發(fā)取得進展,新能源車產業(yè)鏈或將面臨一場新的變革。
日前,國內鋰電池公司衛(wèi)藍新能源宣布完成近15億元D輪融資和車規(guī)級固態(tài)動力電芯下線,引發(fā)行業(yè)高度關注。上海證券報記者調研了解到,國軒高科、孚能科技、寧德時代等國內動力電池產業(yè)鏈公司均在發(fā)力半固態(tài)電池的研制,有望大幅提升新能源車的能量密度、續(xù)航里程等技術指標。
第一顆固態(tài)動力電芯下線
衛(wèi)藍新能源車規(guī)級固態(tài)動力電芯于日前順利下線,這顆嶄新的電芯也是衛(wèi)藍湖州基地第一顆固態(tài)動力電芯。
衛(wèi)藍新能源成立于2016年,主攻混合固液電池與全固態(tài)電池,由中國工程院院士陳立泉、中科院物理所研究員李泓、原北汽新能源總工程師俞會根共同發(fā)起創(chuàng)辦,是中科院物理所清潔能源實驗室固態(tài)電池技術的唯一產業(yè)化平臺。公司總部位于北京,在國內已擁有3座電池生產基地。
衛(wèi)藍新能源是造車新勢力蔚來汽車的半固態(tài)電池供應商,第一大股東為合肥藍色里程創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè),其投資人中包括蔚來汽車創(chuàng)始人李斌。此外,衛(wèi)藍新能源此前的其他投資方還包括小米、吉利和華為等來自不同領域的行業(yè)巨頭。根據最新消息,衛(wèi)藍新能源11月又獲得了約15億元的D輪融資,本輪領投方包括中國誠通混改基金、中信建投、國投創(chuàng)益、招商局資本等,此次融資將用于公司產線建設、研發(fā)投入。
衛(wèi)藍新能源研發(fā)人員介紹,公司的半固態(tài)電池采用了原位固態(tài)化技術,通過化學和電化學反應,使液態(tài)電解質部分或全部地轉化為固態(tài)電解質,能夠解決在循環(huán)過程中固態(tài)電解質和正負極材料如何保持良好接觸的難題,可以綜合平衡電芯充到高電壓、安全性、鋰枝晶析出以及體積膨脹控制等要求。
根據規(guī)劃,衛(wèi)藍新能源的產品主要應用于新能源汽車、船舶、規(guī)模儲能等領域,特別是在新能源汽車領域,衛(wèi)藍新能源已與上汽集團、中國一汽、蔚來等主流新能源整車企業(yè)達成了戰(zhàn)略合作。
衛(wèi)藍新能源創(chuàng)始人李泓介紹,衛(wèi)藍新能源計劃在蔚來ET7電動車型上搭載續(xù)航里程1000公里的半固態(tài)電池,電池包容量150 KWh,能量密度360 Wh/kg。在進度規(guī)劃方面,ET7千公里續(xù)航版將于2022年底或2023年初開始量產,新車也將成為廣汽埃安之后,國內第二款續(xù)航1000公里車型。
在產業(yè)鏈合作方面,衛(wèi)藍新能源牽手多家A股公司。衛(wèi)藍新能源此前與容百科技簽訂協議,計劃在全/半固態(tài)電池和材料領域展開全面深度合作。衛(wèi)藍新能源從2022年至2025年將向容百科技采購固態(tài)鋰電正極材料產品不低于3萬噸。衛(wèi)藍新能源還與天齊鋰業(yè)共同投資成立了天齊衛(wèi)藍固鋰新材料,經營范圍包括新能源汽車廢舊動力蓄電池回收及梯次利用。
固態(tài)技術路線前景光明
“固態(tài)電池將是最值得重視的技術。”展望未來新能源電池發(fā)展路線,中國科學院院士歐陽明高2022年初預測,2035年前規(guī)模生產能量密度為500 Wh/kg的下一代電池將成為現實。
作為新生代電池技術,固態(tài)電池是將目前鋰離子電池使用的液態(tài)電解液替換成固態(tài)物質,其理論能量密度高達700Wh/kg。而居于固態(tài)與液態(tài)之間的半固態(tài)電池不僅研制難度低于全固態(tài),而且能量指標也可以達到400 Wh/kg甚至500Wh/kg。相比之下,目前廣泛使用的液態(tài)鋰離子電池的能量密度瓶頸在300Wh/kg左右,相差懸殊。
中國科學院院士孫世剛日前指出,現有鋰離子電池能量密度已經接近理論極限。在電池能量密度提升的大預期下,為搶占下一代新能源市場,全球頭部車企、電池企業(yè)已先后投入巨資,用于半固態(tài)/固態(tài)電池開發(fā)。
其中,日韓企業(yè)在固態(tài)電池領域起步較早,其中領跑的豐田計劃不晚于2025年將固態(tài)電池裝載于混動車型上。豐田在2020年已率先制造出搭載全固態(tài)電池的試制車。豐田還和松下成立合資企業(yè),聯手研發(fā)固態(tài)電池技術。日本另兩大車企日產和本田均計劃在未來推出采用固態(tài)電池的電動汽車。
韓國現代方面計劃到2027年量產固態(tài)電池,到2030 年推出配備自產固態(tài)電池的電動車型。韓國主要動力電池企業(yè)SK Innovation、LG Energy和三星SDI給出的固態(tài)電池量產或商業(yè)化時間節(jié)點分別在2025年、2026年和2027年。
歐美多家車企巨頭也通過入股固態(tài)電池初創(chuàng)公司等形式進行布局。大眾汽車投資了QuantumScape,寶馬、福特則領投了電池初創(chuàng)公司Solid Power的B輪融資。Solid Power近期已開始運營一條新的試驗生產線,有望在年底前向開發(fā)合作伙伴提供測試電池。
半固態(tài)電池車將迎上市潮
“進展順利,即將裝車。”談及半固態(tài)電池的研制進展,國軒高科有關人士11月29日對記者說,國軒高科的半固態(tài)電池預計2022年底實現裝車,2023年批量交付,新電池單體能量密度達360Wh/kg,配套車型的電池包電量達160KWh,續(xù)航里程超過1000公里。此前有消息稱,新款電池有望搭載于高合汽車HiPhiX電動車型上。
除了國軒高科,還有多家新能源汽車產業(yè)鏈上下游公司合作研制半固態(tài)電池,多款新能源車將迎來上市潮。有汽車行業(yè)分析師指出,雖然半固態(tài)電池相對于固態(tài)電池是過渡性技術,但是半固態(tài)電解質中的電解液含量已經大幅減少,活性減弱,所以可以適配性能更強的材料體系。據悉,有半固態(tài)電池加持的新能源車在能量密度、續(xù)航里程等技術指標上明顯提升,續(xù)航達到1000公里將成為普遍水平。
在上游電池公司中,清陶能源研發(fā)的半固態(tài)電池預計于2023年在上汽集團新款車型上實現落地應用,雙方成立的固態(tài)電池聯合實驗室共同研發(fā)長續(xù)航固態(tài)動力電池,續(xù)航目標在1000公里以上。
據清陶能源總經理李錚介紹,公司第一代半固態(tài)電池能量密度最大到420Wh/kg,成本可以與液態(tài)鋰電池相當;第二代產品正在小試階段,能量密度達到400—500Wh/kg,成本相比液態(tài)鋰電池還要減少20%。目前清陶能源在江蘇昆山投資50億元的電池產業(yè)化項目正在建設中,預計建成后將達到10GWh年裝機量,達產后預計新增年產值100億元。
贛鋒鋰業(yè)已開發(fā)到二代半固態(tài)電池,預計能量密度達到400Wh/kg。贛鋒鋰業(yè)負責人在10月底表示,公司在半固態(tài)與全固態(tài)電池方面的技術都有儲備,對固態(tài)電池的氧化物體系、硫化物體系兩種技術路徑也有研究,其中半固態(tài)電池已經進入產業(yè)化階段。
孚能科技有關人士11月29日對記者透露,公司第一代半固態(tài)產品已經供貨新能源車企客戶,將陸續(xù)裝車。而占據動力電池市場半壁江山的寧德時代相關負責人也向記者回應稱,對于固態(tài)電池、無鈷電池、無貴金屬電池等下一代電池和行業(yè)內的新興技術,寧德時代始終保持高度關注并超前布局,以確保行業(yè)技術領導者的地位。(作者:王玉晴)
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