動力電池能量密度瓶頸今年有望實現突破。
近日,“鋰王”贛鋒鋰業旗下的贛鋒鋰電宣佈在固態電池“上車”方面獲新突破。據悉,搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的賽力斯純電動車型規劃於2023年上市。
固態電池也被業內視為“燃油車終結者”,在該佈局的玩家不僅有贛鋒鋰電、寧德時代、國軒高科等電池廠商,還有包括比亞迪、蔚來和長安汽車在內的車企。多為玩家均將固態電池“上車”時間鎖定在今年,因此,今年也有望成為固態電池密集亮相的元年。
二級市場上,固態電池概念板塊近期逐漸發酵,相關概念股相繼暴漲。截至截稿時,珈偉新能、德爾股份20CM漲停,贛鋒鋰業也漲逾7%,而金龍羽則拉出兩連板。
半固態電池搶先上車
里程焦慮一直是新能源汽車的最大痛點之一。目前的鋰離子電池能量密度已經接近天花板,主流磷酸鐵鋰電池的能量密度在200Wh/kg以下,三元鋰電池的能量密度在200-300Wh/kg之間。
而不同於鋰電池,固態電池使用固體電解質替代了傳統鋰離子電池的電解液及隔膜,相比傳統鋰離子電池在安全性、低温可靠性和能量密度三個方面都有較大提升。據悉,相比傳統鋰電池200Wh/kg的能量密度,固態電池能量密度目前已經接近400Wh/kg.
但贛鋒鋰電此次提及固態電池並非為全固態電池。其公佈三元固液混合電池屬於該公司開發的第一代固態電池,實際上是半固態電池,即部分材料依然延續液態鋰電池的“配方”。據贛鋒鋰電介紹,該電池能量密度可達260Wh/kg,超過磷酸鐵鋰電池。
實際上,在固態電池這一環節,佈局的玩家不僅有寧德時代、贛鋒鋰電、國軒高科、蜂巢能源等電池廠商,還有包括比亞迪、蔚來和長安汽車在內的車企。近期已有多個賽道玩家對外放風,搭載半固態電池的車型將在年內上市。
電池廠商國軒高科近期公開表示,公司的高安全半固態電池,單體能量密度達360Wh/kg,配套車型的電池包電量達160KWh,續航里程超過1000km.該公司稱,半固態電池匹配客户需求,預計2023年批量交付。
多個車企近期也透露,搭載半固態電池的車型將年內上市。2月6日,蔚來總裁秦力洪在媒體交流中透露,“如無意外,蔚來150kWh半固態電池將在今年上半年推出”。據瞭解,蔚來固態電池供應商為衞藍新能源,其車規級固態動力電芯早在去年11月底便正式下線。
長安深藍近期也表示,從1年多前就開始加速研發半固態電池,目前已經進入工程化研發階段。根據長安深藍規劃,預計半固態電池將於2023年正式搭載在整車上應用。
此外,包括智己、埃安、高合等車企也都在積極與固態電池生產商合作,推進半固態電池上車進程。
全固態電池面世為時尚早
出於對高能量密度和高安全性電池的追求,各國企業進入軍備競賽階段,加註研發固態電池。
但在業內看來,半固態電池搶先登車,在當前只是一種折中選擇。
光大證券一份研報認為,相比與半固態電池,全固態電池規模化量產尚需時間。一方面是全固態電池尚有技術難點待突破,比如固態電解質的離子導電率遠不及液態電解質,這使得電池內阻明顯增大、循環性變差;另一方面,高昂的成本也是制約全固態電池商業化的因素,其產業鏈尚不完善。
因此,在業內看來,半固態電池由於高安全性、長壽命與良好的經濟性,成為液態電池向全固態電池過渡的產品。
那麼全固態電池真正到來時間為何時?根據行業玩家截至目前所透露出來的信息綜合來看,這一時間點指向2025年以後。
例如,國軒高科目前推動硅基負極迭代,鋰金屬負極和預鋰技術落地,以實現電池從液態到全固態轉變。國軒高科預計,2025年後將生產出能量密度超過800Wh/L、超過400Wh/kg、循環800次的全固態電池。
清陶能源總經理李崢此前曾表示,該公司第二代固態電池液含量目標降到了5%以下,而且完全沒有任何隔膜,能量密度定義在400Wh/kg-500Wh/kg.目前清陶已經完成了小試進入了中試的階段,預計2024年可以量產。
不過,對於真正定義上的全固態電池,清陶正在籌劃小試階段。至於究竟多久能實現量產應用,李崢並沒有給出明確的答案。他只表示,全固態電池的量產時間和用户的需求動力直接相關。
從目前的來看,國內多家上市公司均處在全固態電池研發階段,其中包括寧德時代、比亞迪在內的動力電池巨頭。據瞭解,這兩大巨頭已經在固態電池領域獲取多項專利。另外,德爾股份也在近期表示,公司已掌握材料配方和製造工藝等多項關鍵技術,其研發的全固態電池產品正處於研發階段。
值得注意的是,國外已經不少大型車企公開了全固態電池的量產時間表:豐田計劃在2025年前實現全固態電池小規模量產;日產計劃在2028年正式投產全固態電池;寶馬計劃在2025年前推出應用固態電池的原型車,並於2030年前應用於量產車;奔馳投資輝能,計劃2028年實現固態電池批量生產。
光大證券也認為,2030年全固態電池有望實現商業化應用。在該機構看來,固態電池將優先從高端應用市場開始商業化,例如無人機、醫用等領域,逐步向動力及消費電池領域擴展。