根据SNE Research统计的数据,中国电池企业有六家上榜全球EV电池装机量TOP10,无论是从市场份额还是上榜数量均遥遥领先于其他国家。而新一轮的厮杀在固态电池的赛道中重现。
中国电池企业已开始大规模杀进固态电池军备赛。清陶、卫蓝、辉能、太蓝、恩力固态、高能时代、盟维等数十家企业相继推出能量密度达400Wh/kg的固态电池,且计划在2022年至2023年投入量产。随着千公里续航BEV势头猛进,上汽智己、广汽埃安、蔚来、高合等中国车企积极自研或与固态电池生产商合作、合资,共同推进固态电池上车的进程。
NE时代对固态电池上车的现状进行了汇总,大致来看,无论国内海外,已明确率先在整车上应用的是固液混合电池,在今年或明年电池厂为车企提供样品,进行装车测试,并进行小批量制造,确保有意装车应用的车企能够按照时间规划推出新车。全固态电池将在2025年至2030年间得以应用。
电池制造商:卫蓝新能源
卫蓝新能源正在与蔚来合作,计划基于蔚来ET7推出单次充电续航1000km的混合固液电解质电池,且该电池最早预计于2022年底或2023年上半年开始量产。
3月,在中国电动汽车百人论坛上,卫蓝新能源首席科学家、创始人李泓透露,卫蓝新能源开发了混合固液电解质动力电池,并将在蔚来ET7车型上量产应用,单次充电1000km,电池包电量达到150kWh,单体能量密度达到360Wh/kg。
蔚来此前透露,150kWh的半固态电池包将于2022年第四季度开始交付。除了ET7,蔚来所有车主均可升级使用该电池包。
卫蓝新能源的半固态电池采用了原位固态化的技术,通过化学和电化学反应,使液态电解质部分或全部的转化为固态电解质,能够解决在循环过程中固态电解质和正负极材料保持良好接触的难题,可以综合平衡电芯充到高电压、安全性、锂枝晶析出以及体积膨胀控制等要求。
车企:东风风神
电池制造商:赣锋锂电
2022年1月22日,东风-赣锋高比能固态电池(实为半固态)E70示范运营车在江西省新余市首发,首批投放的50台东风风神E70完成交付。
赣锋锂电官方称,东风风神E70搭载的固态电池系统全球率先实现基于柔性固态隔膜的混合固液锂离子电池装车。
不过,东风风神E70所搭载还是赣锋锂电的第一代固态电池。官方没有公布具体的能量密度数据。赣锋锂电二代固态电池能量密度将超过400Wh/kg,电芯容量100-180Ah。
赣锋于固态电池领域布局悠久,2016年设立固态电池研发中心,并建设全自动聚合物锂电池生产线,兼顾固态技术的研发与商业化。目前,赣锋锂电在江西新余生产基地已具备2GWh固态电池产能、7GWh的磷酸铁锂电池产能。
2022年7月,重庆市两江新区“2022年重点项目开竣工活动”于赣锋新型锂电池科技产业园召开。活动上,“赣锋新型锂电池科技产业园及先进电池研究院项目”宣布正式开工,规划形成10GWh的电池产能以及10GWh的Pack项目。
赣锋新型锂电池科技产业园占地630亩,总建筑面积57万㎡,包括固态电池技术研究院、固态电池生产基地及电池Pack系统三个子项目。该项目拟建设国内最大的固态电池生产基地,以电芯、模组、BMS及电池包系统解决方案为主要方向。
到8月份,赣锋锂业连发公告,称同意赣锋锂电以自有资金不超过35亿元投资建设年产6GWh新型锂电池生产项目;同意赣锋锂电子公司赣锋新锂源以自有资金不超过20亿元投资建设年产20亿只小型聚合物锂电池项目。同意将赣锋锂电在江西新余高新技术产业开发区的年产5GWh新型锂电池项目建设规模提高到年产10GWh,在重庆两江新区的年产10GWh新型锂电池科技产业园及先进电池研究院项目建设规模提高到年产20GWh。
车企:高合
电池制造商:国轩高科
国轩高科在第十一届科技大会上发布了两款新产品,分别为360Wh/kg半固态电池、首款面向C端市场的智能移动储能充电桩。
其中半固态电池单体能量密度达360Wh/kg,单体电芯为136Ah,重量为1341g,由国轩高科通过材料和工艺创新,正极材料颗粒表面包覆固态电解质、负极使用硅负极、使用新型高安全功能隔膜和高安全液态电解液开发研制而成半固态电池。该半固态电池能够通过严苛的针刺测试及高于国标的180℃热箱测试。
搭载该电池的车型电池包电量及能量密度分别为160kWh、260Wh/kg,续航里程长达1000km,车辆百公里加速时间仅为3.9s。国轩高科8月5日在互动平台表示,半固态电池匹配客户需求,依据订单情况持续落地产能需求,目前根据客户需求情况预计将于今年底小批量装车。
虽然没有明说是什么车型,但从现场演讲展示的图片可以看出,这辆车极有可能是高合汽车HiPhi X。这与高合汽车2021年3月发布的“高合升能计划”也大致吻合。根据这项计划,高合将推出160kWh超高电池包升能服务,升能后,HiPhi X在NEDC工况下最高续航里程可达1000 km。这项服务将在2022年第四季度接受预定并在2023年第一季度开始实施。
车企:上汽智己、合众汽车
电池制造商:清陶能源
7月6日,上汽集团与清陶(昆山)能源发展股份有限公司签约,上汽清陶“固态电池联合实验室”揭牌成立。
双方将聚焦千公里以上长续航固态动力电池量产应用、固态动力电池4C快充技术、高安全长寿命固态动力电池开发、高效率固态动力电池集成技术开发等攻坚项目,合力推动固态电池技术加快量产落地,携手提升中国新能源汽车“三电”核心竞争力。
按照规划,双方合作研发的千公里以上长续航固态动力电池,将于明年率先在上汽自主品牌新款车型上实现落地应用。
上汽集团于2020年6月、2022年1月先后参与了清陶能源E+轮、F++轮融资。双方拥有多年技术开发合作基础,在去年就共同实现了超高能量密度固态锂电池的实车验证,采用单体能量密度368Wh/kg固态电池结合上汽新一代纯电平台,实测CLTC综合续航达1083km。
2020年6月,清陶能源与新势力企业合众达成深度合作,共同推进固态电池的研发与应用,彼时宣布合众旗下第二款量产车哪吒U将成为全球首款搭载固态电池的量产车。
车企:Vinfast、奔驰
电池制造商:辉能科技
越南车企Vinfast与辉能科技在今年7月达成战略合作协议签署,将共同合作开发次世代固态电池应用,提前部署固态电池供货,目标共同进军智能移动解决方案。
自2024年起,辉能科技计划将供货次世代固态电池电芯给Vinfast,以支持加速Vinfast新型纯电车款的发表。辉能科技首座固态电池厂即将于2023年初启动,并于同年下半年开始放量生产,大部份产能将作为支持越快订单出货;未来双方也将进一步讨论于越南成立合资企业(joint venture)建立固态电池工厂,以满足快速成长的市场需求。
今年1月,辉能科技宣布与梅赛德斯-奔驰公司签署了技术合作协议以开发下一代电池。首批配备此共同开发固态电池的奔驰电动测试车预计将在未来几年内推出。双方还就在这个十年的后半段将固态电池技术引入一系列乘用车的重要节点达成一致。
2021年前后,辉能科技先后宣布与蔚来、爱驰、天际等造车新势力达成合作,并与一汽集团加强战略合作关系。
自 2017 年 10 月起,辉能便开始将制造工艺投入至具规模的试产线验证,紧接着于 2023 年初启动全球首条固态锂陶瓷电池量产线,并从0.5GWh起,向满载年产能 3 GWh (同等于 3 万台 100 度电电动车)的目标量产。
车企:大众、保时捷
电池制造商:QuantumScape
2022年月27日,QuantumScape在股东信中披露了其最新的固态电池测试数据:最新制作了24层固态电池,并开始了性能的测试,从测试结果来看,在循环100cls后,其容量保持率依然维持在较高的水平。该产品将作为给汽车企业A样本的候选产品。
按照Quantum Scape公司的规划,全固态电池将在今年向相关客户交付成品样品进行相关的验证。2023年开始装车验证,2024年-2025年商业化应用。
除了大众汽车,QuantumScape表示,它还有另外三个汽车制造商合作伙伴,并且已经签署了电池测试。到目前为止,这些汽车制造商的名字还没有公布。
Quantum Scape公司2020年12月完成单层电池800周的循环,2021年8月4层电池完成了800周的循环,2021年11月10层全固态电池完成了800周的循环,2022年4月26日16层电池已经循环超过500周,接近600周。
保时捷正在与美国固态电池企业Quantumscape合作,将其固态电池集成到未来的保时捷电动汽车中,比如电动911。
车企:宝马、福特
电池制造商:Solid Power
电动汽车全固态电池的开发商Solid Power宣布,已完成自动化试生产线的安装。该试验线旨在生产EV级硫化物基固态电池,该电池具有富硅负极(活性硅含量超过50%),可实现高能量密度。
试验线每周的输出量约300个电芯,或每年约15,000个电芯,足以构建多个测试电池包。最初,该试验线将生产用于内部测试的电池,然后再将电池交付给Solid Power的汽车合作伙伴,包括宝马和福特,预计这些合作伙伴将在今年年底开始装车测试。
据Solid Power公开的产品开发周期,2022年到2023年一项重要任务就是完成100Ah硅负极固态电池的A-Sample概念验证。
宝马和福特均通过投资与Solid Power深度合作。宝马计划2025年前推出固态电池原型车,2030年前用于量产车。福特不仅追加对Solid Power的投资,而且其合资伙伴SKI向Solid Power投资3000万美元,获得该初创公司的硫化物固态电解质、专利电池设计和生产工艺的使用权。
Solid Power主要有两条产品线:硫化物固体电解质和软包固态电池。前者潜在客户包含SKI、丰田、现代、LG、松下、三星,后者拥有福特、宝马、SKI及其他OEM和Tier 1等潜在客户。
车企:通用、本田、现代起亚
电池制造商:SES
SES混合液态锂金属电池是半固态电池,用锂金属做负极,提升能量密度,且可以复用液态锂电池成熟的生产制造工艺。
2021年,SES对外展示了第一款车规级锂金属电池,根据初步的测试数据,其容量达到107Ah,能量密度为417Wh/kg、935Wh/L,重量不到1kg。据称,这是全球首款100Ah以上的锂金属电池,也是世界上最大的锂金属电池。
SES宣称研发的混合锂金属电池有三大优势:一是锂金属负极的材料创新,让电池能量密度可达到400~500Wh/kg;二是电解液,希望从根本上改变锂枝晶的生长方式,提升电池的安全性;三是算法,利用人工智能监测电芯在整个生产、运行环节的健康状态,通过大量的细节数据建立模型,对风险进行精确预测。
目前,SES启动首个锂金属电池A样品的生产和测试,计划于2025年正式量产。SES与通用、现代起亚、本田等主机厂签订了“A-sample”(A样品)联合开发协议,装车验证107Ah(能量密度为417Wh/kg、935 Wh/L)半固态电池。
SES正在上海建设产能为1 GWh的锂金属电池工厂,同时计划在韩国新建第二座锂金属电池生产基地。
(责任编辑:子蕊)
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