一場面向2025年后的下一代動力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開啟

摘要

一場面向2025年后的下一代動力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開啟。

作為下一代動力電池的共識，所有關(guān)于固態(tài)電池的風(fēng)吹草動，全球產(chǎn)業(yè)界都高度關(guān)注。

整個行業(yè)都清楚一個現(xiàn)實是：按照現(xiàn)有的三元和石墨作為正負極活性材料所組成的液態(tài)鋰離子動力電池，重量能量密度極限約為280Wh/kg左右。即便引入硅基合金替代純石墨作為負極材料后，能量密度的上限也只能達到300-350Wh/kg。

而將鋰金屬作為負極的全固態(tài)鋰金屬電池，該材料的容量為3860 mAh/g，約為石墨的10倍，與現(xiàn)有正極體系搭配，電池能量密度可以輕松達到400wh/kg以上，并且有望超過500wh/kg。

如何從目前的液態(tài)鋰離子電池過渡到固態(tài)金屬電池，目前業(yè)內(nèi)存在不同的路徑。

一種路徑是從液態(tài)鋰離子電池到固態(tài)鋰離子電池，再進一步到固態(tài)鋰金屬電池，目前以豐田、QuantumScape、輝能等為代表，另一種是從液態(tài)鋰離子電池到高濃度鋰金屬電池，再進一步到固態(tài)鋰金屬電池，以SES為代表。

近日，豐田再一次對外宣布，其如期推出固態(tài)電池原型產(chǎn)品并在概念車上運行，計劃2025年前量產(chǎn)固態(tài)電池。這也再一次以官宣的形式拉近了固態(tài)電池與市場的距離。

而去年以來，也有包括北汽新能源、合眾汽車等多家車企宣布加快固態(tài)電池的裝車試制。

從涉及企業(yè)來看，國際方面，以豐田、日產(chǎn)雷諾、通用等車企都在主導(dǎo)加緊固態(tài)電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化布局，三星SDI、SKI、LG化學(xué)、麻省固能、Quantum Scape等電池企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域不斷取得新突破。

國內(nèi)方面，包括輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、清陶能源、萬向一二三、衛(wèi)藍新能源等中國企業(yè)，都在建設(shè)固態(tài)電池產(chǎn)線甚至部分已投產(chǎn)，一場面向2025年后的下一代動力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開啟。

8月26-27日， “2020先進電池材料集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”將在深圳機場凱悅酒店深舉行，此次論壇上，將邀請多家國內(nèi)外固態(tài)電池企業(yè)負責(zé)人及行業(yè)專家圍繞固態(tài)電池核心技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化瓶頸等展開深入探討，敬請期待。

會議之前，高工鋰電整理了2020年以來國內(nèi)外10家固態(tài)電池企業(yè)的最新進展，希望對行業(yè)有所裨益。

輝能科技

7月3日，輝能科技大陸區(qū)總部及全球產(chǎn)業(yè)基地項目簽約落戶杭州臨安區(qū)，總投資380億元。項目包括建設(shè)2GWh、5GWh固態(tài)鋰陶瓷電池芯產(chǎn)業(yè)化項目，并將考慮與車企合資建置產(chǎn)線等。

今年4月，其剛完成了近億美元D輪融資，用于固態(tài)電池的商業(yè)化落地和工廠建設(shè)。此前其曾獲得軟銀中國和丹豐資本的持續(xù)投資。

輝能最新可量產(chǎn)的動力電池固態(tài)產(chǎn)品SN-01，基于自身開發(fā)的固態(tài)陶瓷電解質(zhì)，采用NCM811＋硅系負極體系，重量能量密度可達231wh/kg，體積能量密度達550wh/L，同時可實現(xiàn)5C快充快放，預(yù)計將于2020年達到量產(chǎn)條件。

更多詳情戳此查看《輝能固態(tài)電池量產(chǎn)“跟蹤”》

星盈科技

星盈科技開發(fā)了PEO基-LFP/Li 固態(tài)電池體系，采用固相燒結(jié)離子導(dǎo)體(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固態(tài)電解質(zhì)；固態(tài)電解質(zhì)澆注原位固化的開發(fā)策略。該電池經(jīng)過50次循環(huán)之后還能接近98%。

其設(shè)計了一款80Ah-軟包固態(tài)電池，設(shè)計電池能量密度400wh/kg，解質(zhì)膜的厚度大概在30微米左右。

星盈科技全固態(tài)電池展望：2020年驗證固態(tài)電池材料體系，達到300Wh/Kg的5Ah軟包設(shè)計驗證；2022年固態(tài)鋰電池實現(xiàn)中試化生產(chǎn)；350Wh/Kg，循環(huán)>1000次；2024年建設(shè)年產(chǎn)2GWH 的全固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線實現(xiàn)量產(chǎn)；400Wh/Kg，循環(huán)>1000次。

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清陶能源

7月初，清陶能源宣布完成E+輪融資，由上汽集團領(lǐng)投，昆山國創(chuàng)投資集團、淮安市淮上英才創(chuàng)投跟投。

6月，清陶能源與新勢力企業(yè)合眾達成深度合作，共同推進固態(tài)電池的研發(fā)與應(yīng)用，合眾旗下第二款量產(chǎn)車哪吒U將成為全球首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車。

據(jù)合眾汽車方面透露，雙方已經(jīng)對合眾與清陶雙方已經(jīng)對新款哪吒U進行了近兩年的聯(lián)合研發(fā)和測試，搭載固態(tài)電池的哪吒U計劃于10月份申報工信部公告，年底前量產(chǎn)500臺。

贛鋒鋰業(yè)

贛鋒鋰業(yè)第一代2億瓦時的固態(tài)電池中試線已順利投產(chǎn)，產(chǎn)品性能達到達到公司固態(tài)電池研發(fā)團隊研制的樣品水平，公司正積極與車廠客戶對接固態(tài)電池的上車合作事宜。

其固態(tài)電池選擇氧化物厚膜路線，預(yù)計今年固態(tài)電池會產(chǎn)生收入。

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衛(wèi)藍新能源

衛(wèi)藍新能源總經(jīng)理俞會根6月對外披露，公司在汽車動力電池領(lǐng)域完成了300Wh/kg以上高鎳三元正極的混合固態(tài)電池設(shè)計開發(fā)，已經(jīng)給多家國際國內(nèi)整車廠送樣測試，評價結(jié)果良好，成功通過針刺、擠壓、過充、短路等濫用試驗，循環(huán)壽命達到1200次以上。

根據(jù)整車廠導(dǎo)入周期18-24個月考慮，該產(chǎn)品預(yù)計在2022年量產(chǎn)，后期會根據(jù)市場情況和資金情況進行實時調(diào)整。

產(chǎn)能方面，其去年3月底奠基的固態(tài)電池一期項目總投資1.8億元，計劃建成年產(chǎn)1億瓦時固態(tài)電池的生產(chǎn)規(guī)模。俞會根介紹，受疫情影響，溧陽項目受疫情影響供應(yīng)商設(shè)備延遲，預(yù)計下半年投入生產(chǎn)。

麻省固能

麻省固能（SolidEnergy Systems 簡稱“SES”）迄今融資近1億美元，鋰金屬達到480Wh/kg和1000Wh/L并得到第三方驗證的企業(yè)。目前在波士頓建立鋰金屬電池研發(fā)中試線，在上海嘉定建立了世界第一個鋰金屬電池生產(chǎn)展示中心。

當(dāng)前，SES已經(jīng)將鋰金屬電池逐步導(dǎo)入到無人機、衛(wèi)星、航空、軍用等領(lǐng)域，得到成熟的驗證和應(yīng)用，下一步，其正在為電動汽車和電動飛行汽車的導(dǎo)入做準備。

按照規(guī)劃，SES預(yù)計2022年A樣（100Ah以上），2023年B樣，到2025年能實現(xiàn)量產(chǎn)SOP。最新的進展是，已經(jīng)在和幾家國際車企確定共同開發(fā)協(xié)議。

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QuantumScape

6月17日，硅谷固態(tài)電池開發(fā)商Quantumscape獲大眾汽車2億美元（約合人民幣14.2億元）增資。大眾汽車旨在推進固態(tài)電池開發(fā)進度，規(guī)劃到2025年建立固態(tài)電池量產(chǎn)生產(chǎn)線。

雙方早于2012年達成固態(tài)電池合作，2018年大眾汽車注資1億美元成為其最大股東，并共同成立一家專注于固態(tài)電池研究的合資公司，預(yù)計年內(nèi)設(shè)立試點工廠。

三星SDI

今年3月，三星高級技術(shù)研究所（SAIT）近期發(fā)布了一款全新固態(tài)電池原型技術(shù)，比傳統(tǒng)鋰離子電池體積小約50%，能量密度提高到900Wh/L，能夠讓當(dāng)前在售的新能源汽車在保持所搭載電池包體積大小不變的情況下，綜合工況續(xù)航里程提升一倍左右。

三星方面表示，這種電池充電次數(shù)可超過1000次(約100萬公里的續(xù)航總里程)。目前，該電池技術(shù)還處于原型階段，尚不清楚這項技術(shù)何時應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。

SKI

7月，現(xiàn)代汽車集團執(zhí)行副董事長鐘義善在SK Innovation位于忠清南道瑞山市的電動汽車電池工廠會見了SK集團董事長蔡泰元，雙方討論了未來的合作伙伴關(guān)系以及包括鋰金屬電池在內(nèi)的下一代EV技術(shù)。

現(xiàn)代汽車介紹，其不僅在為其電動汽車，而且也在為目前正在開發(fā)的無人機和個人飛機尋找下一代電池。

24M

今年2月，泰國電力和公用事業(yè)公司GPSC宣布投資3520萬美元（約合人民幣2.48億元），在泰國建立第一座半固態(tài)鋰離子電池廠。該工廠將采用美國初創(chuàng)電池公司24M 的新型SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)半固態(tài)電池，初期產(chǎn)能為年產(chǎn)30 MWh，計劃于今年年底建成投產(chǎn)，2021年將提升至100 MWh。

同樣在今年2月，日本京瓷正式啟動其住宅儲能系統(tǒng)Enerezza，采用24M公司新穎的SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)的半固態(tài)鋰電池，其容量分別為5.0 kWh，10.0 kWh和15.0 kWh，計劃2020年秋季全面量產(chǎn)。

SemiSolid電極不使用粘合劑，將電解質(zhì)與活性材料混合形成具有獨特屬性的粘土狀漿料。因此，24M工藝無需大量使用惰性材料和資本密集型工藝（如干燥、溶劑回收、壓延和電解質(zhì)填充），從而大大降低了制造成本，可將資金減少多達50%。