美固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)漲超30% 下代鋰電技術(shù)制高點已現(xiàn) 這些中國公司已迎頭趕上
美固態(tài)電池創(chuàng)新企業(yè)QuantumScape8日(美東時間)公開其最新固態(tài)電池研究成果,其電池可在15分鐘內(nèi)充滿80%的電量,在續(xù)航里程為300英里或更高的車輛上搭載,正常使用壽命將達(dá)到12年左右,同時測試表明,該電池在800次循環(huán)后并未衰退,相當(dāng)于24萬英里(38萬公里)的行駛里程。
在該技術(shù)突破中,柔性陶瓷電解質(zhì)被認(rèn)為起到了關(guān)鍵性的作用,該隔板使得電池能夠承受因汽車電流負(fù)載而出現(xiàn)的高溫高壓環(huán)境,不會出現(xiàn)故障,甚至在零下溫度中也能正常工作。
對此,馬里蘭大學(xué)的保羅·艾伯圖斯(Paul Albertus)表示,QuantumScape“打出了一個本壘打”,但同時也指出,“他們最終需要取得類似大滿貫的成績,才能將這項技術(shù)推向市場。”
固態(tài)電池成下代鋰電技術(shù)制高點 安全性最受矚目
雖然上市不到半個月,但QuantumScape在部分投資者眼中,卻早已是“香餑餑”。公司在上市前即從大眾汽車籌集了3.8億美元,并從比爾·蓋茨(Bill Gates)、Breakthrough Energy Ventures、Khosla Ventures和KPCB等科技投資者那里獲得了額外資金。
在此基礎(chǔ)上,公司核心研究團隊同樣“群星閃耀”,包括大眾汽車(Volkswagen)研究部門前負(fù)責(zé)人、教授Jugen Leohold、特斯拉(Tesla)聯(lián)合創(chuàng)始人J.B.斯特勞貝爾(J.B. Straubel)以及因研究鋰離子電池而獲得諾貝爾化學(xué)獎的斯坦·惠廷漢姆(Stan Whittingham)。
據(jù)了解,固態(tài)電池被認(rèn)為是下一代鋰電技術(shù)制高點,工作原理上,其與傳統(tǒng)的鋰電池并無區(qū)別。兩者最主要的區(qū)別在于固態(tài)電池電解質(zhì)為固態(tài),相當(dāng)于鋰離子遷移的場所轉(zhuǎn)到了固態(tài)的電解質(zhì)中。
與傳統(tǒng)鋰電池相比,全固態(tài)電池最突出的優(yōu)點是安全性。固態(tài)電池具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)的特性,固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心,電解質(zhì)材料很大程度上決定了固態(tài)鋰電池的各項性能參數(shù),如功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。
此外,固態(tài)電池電化學(xué)窗口可達(dá)5V以上,允許匹配高能正極,電池負(fù)極可以采用金屬鋰,提升理論能量密度,有望解決新能源汽車?yán)锍探箲]問題;同時可簡化封裝、冷卻系統(tǒng),電芯內(nèi)部為串聯(lián)結(jié)構(gòu),在有限空間內(nèi)進(jìn)一步縮減電池重量,體積能量密度較液態(tài)鋰離子電池(石墨負(fù)極)可提升70%以上。
全球“軍備競賽”階段開啟 國內(nèi)企業(yè)已迎頭趕上
目前,固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)入“軍備競賽”階段,主要有歐美、日韓和中國三大陣營。歐美車企對固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)關(guān)注度較高。車企通過收購、投資在固態(tài)電池領(lǐng)域中美國高校衍生的初創(chuàng)企業(yè)如Solid Power、SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等以獲得技術(shù)儲備。
日本車企在固態(tài)電池上的研發(fā)起點相對較早,最早入局的豐田在2008年就與固態(tài)電池創(chuàng)企伊利卡(Ilika)展開了合作,2019年初,宣布與松下合作。三菱、日產(chǎn)、松下等大部分企業(yè)紛紛加速布局固態(tài)電池行業(yè),爭取早日實現(xiàn)量產(chǎn)。
中國方面,雖然起步較晚,但越來越多企業(yè)已參與其中。參與主體包括中科院化學(xué)所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機構(gòu),贛鋒鋰業(yè)、寧德時代等電池企業(yè);更有其他領(lǐng)域企業(yè)看好固體電池跨界投資,如以汽車零部件為主的萬向集團、新能源汽車比亞迪等。
需要指出的是,雖然固態(tài)電池尚未實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,但全球預(yù)計2020年準(zhǔn)固態(tài)鋰電池會實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,到2025年全固態(tài)鋰電池將最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。根據(jù)中銀國際測算,全球固態(tài)鋰電池的需求量在2020年、2025年、2030年分別有望達(dá)到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh,2030年全球固態(tài)電池市場空間有望達(dá)到1500億元以上。
具體到國內(nèi),我國固態(tài)電池的出貨量與動力電池、消費電池以及儲能電池三個領(lǐng)域的鋰電池需求量及固態(tài)電池在這三個領(lǐng)域的滲透率息息相關(guān)。基于該邏輯,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院在《2020年中國固態(tài)電池行業(yè)研究報告》中對2020-2030年我國固態(tài)電池出貨量進(jìn)行預(yù)測,預(yù)計2020-2030年我國固態(tài)電池出貨量高速增長,至2030年或?qū)⑼黄?50GWh。
上述報告進(jìn)一步指出,隨著固態(tài)電池技術(shù)的不斷進(jìn)步,固態(tài)電池成本價格也將不斷下降,根據(jù)SNE Research對固態(tài)電池成本價格的相關(guān)預(yù)測以及上文對固態(tài)電池出貨量的預(yù)測情況,可以初步推測,到2030年,我國固態(tài)電池市場空間或?qū)⑦_(dá)到200億元,較2020年實現(xiàn)百倍增長。