到目前為止,僅存于實驗室應用固態電池或將成為2022年汽車行業第一個迎春的響雷。
仿佛一夜之間,對于固態電池的憧憬如同春節期間的祝福用語,將要溢出的希望給予再一次讓電池行業有了新生的感受。
甚至在行業間不時涌現出斗志昂揚的話術,“如果固態電池成功,這將成為新能源汽車動力電池的終極形態,同時也是動力電池行業一個重要的分水嶺和技術制高點,不出意外,固態電池普及之日,就是燃油車退出歷史舞臺之時”。
如此厚重的囑托,不僅讓固態電池車成功登頂“行業最佳理想電池伴侶”,也讓其成為了車企、電池供應商之間明爭暗斗的一個技術壁壘,仿佛得“固態電池者得天下”。
從美國的橡樹嶺國家實驗室,到日本島內到豐田、日產、松下,再到國內到中科院和寧德時代,幾乎全新能源產業鏈中最智慧的那幫人都在決心攻克固態電池這件事兒。
誰才能得到市場的青睞
能夠成功造出并實現固態電池商業化的企業,必須成為行業的偶像。
大眾汽車電芯中心負責人弗蘭克·布洛梅甚至把固態電池描述為鋰離子等效電池的“終結者”,是可控核聚變實現之前,人類能源設備發展的終點。這是普通用戶難以感同深受的飽滿情感。
在使用和創造之間,那群正在創造奇跡的人兒,會成為全產業鏈的普羅米修斯,然而這個人兒會是誰,天神也無法預料。
在經歷了一口氣發布15款純電車型目標后,豐田再一次亮出對于新能源汽車市場突如其來的追趕,早前該公司研究中心首席執行官吉爾·普拉特對外透露,豐田計劃率先在混合動力車上使用固態電池,在2025年之前將固態電池商業化。
這句話可以被解讀為,豐田想要乘勝追擊,在15款車型的規劃之下,做第一個可以在大規模量產下使用下一代固態電池的汽車制造商。這里的重點詞是商業化。
畢竟在口high大過現實的年代里,實現真正意義的落地,有時候筆登天還難。早在2021年5月,寧德時代就放話,“公司已經可以做出固態電池樣品”,可后半句是“但是距離實現固態電池商業化還有很遠的路要走。”歡喜一場空,國內動力電池“一霸”的寧德時代在面對固態電池能夠量產的問題上謹慎的有些慫,這不僅將機會送給了別人,其實也為固態電池量變到質變又一次提供了溫床。
那記得一年前,蔚來ET7在“NIO Day 2020”上正式亮相時,李斌給予ET7最大的期待便是來自于ET7將要搭載能量密度高達360Wh/kg的固態電池,一次充電續航里程可以達到1000公里以上。
那記得那時臺下掌聲、歡呼聲、吵鬧聲夾雜在一起的喜悅,臺上李斌笑逐顏開地說到,這一切都在進行中,大家期待吧。
這個大餅,明顯眾人們吃的太香。蔚來+固態電池的消息一出,據悉整個材料界和電池產業鏈炸了鍋。在次日鋰電池概念股票幾乎全線暴跌,很多投資者認為,固態電池一旦商業化應用,當前的液態鋰離子電池可能會被市場拋棄。
或許,豐田汽車也是希望享受這般被久久關注的快感,既然已經躬身入局,那何不讓暴風雨來的更加猛烈一些吧。
有媒體報道,“豐田所研發的第一個應用固態電池或將是一款混合動力車。”對此, 豐田給出的解釋是,公司的電動計劃主要是關注電池,而不是純電動車。但目前還不清楚他指的是傳統混合動力還是插電式混合動力。但無論是傳統混合還是新能源汽車,重點并不是車型,而是固態電池的商業化運用。
這張王牌,是現今電池產業鏈上唯一確認可以改變當下液態電池諸多問題的解決方案。
研發堪比登月
固態電池有幾大優勢,一為提升電池續航能力,二為縮短充電時間,三為減少鋰離子電池起火風險,四則是降低車輛成本。不要懷疑自己此刻感受到的,在大義凌然的說完前三者可以拔高新能源汽車行業高度的建樹后,降低車輛成本才是成為車企們日以繼日創造固態電池的根本之源。
日產曾在2021年11月的一次新聞發布會上提到,如果固態電池可進行可持續的商業化,那么日產預計,到2028年,固態電池將使電動車電池包的成本降至每千瓦時75美元,最終目標是降至65美元以下。
這意味著什么?
在網絡上,我們找到了這樣的解釋,“目前電池平均每千瓦時100至150美元,如果可以將電池成本降低到65美元以下,那對于一輛擁有100千瓦時電池包的汽車而言,可能會節省8000美元以上。”
這里的重大意義就是,純電動車的成本將與汽油車持平,屆時才是真正意義上普及新能源汽車的時代,可這個時代好遠,但似乎觸手可及了。當前,固態電池的技術路線可分為聚合物、硫化物及氧化物路線。其中,歐美企業側重于氧化物和聚合物技術路線;中國企業側重于氧化物技術路線;日韓偏重硫化物技術路線。
可惜,這三條技術路線均遇到了相似的瓶頸,在無法解決電解質的問題下,固態電池其他的問題也接踵而來,包括循環性能差、固固界面的反應機理及機制問題,以及鋰負極的可充性等等。難怪行業人士提出,“固態電池比登月還難,登月都成功了,固態電池的長征不知到何時。”
為此,BC咨詢了車企做電池研究的技術人員,他做了一些簡單易懂的告知,“其實,固態電池早就運用在手機、相機、無人機等數碼產品,但由于汽車場景更為苛刻,導致固態電池的呈現也必須承擔這些苛刻,比如日常的用車試駕路段,溫度差異,都會導致固態電池更大的能量密度,標準的不同導致從而導致固態電池目前只能僅存于實驗室,研究者們必須反復千次萬次的實驗,確保去解決每一次產生的不穩定的問題,車企和定尺廠家并不存在競爭,而是機遇和時間的問題,固態電池是一個全新的東西,完全的新,是界定在區別液態電池之上的全部,全新的體系,如何去設計,都是難題......”
寧德時代創始人曾毓群曾在接受采訪中表示,全固態電池所需的固態電解質中離子擴散速度僅為電解液的十分之一,若要提升能量密度只能將固態顆粒納米化,這也是固態電池帶來的工藝難題。
不僅如此,如果解決了工藝難題,如果實現成本控制,到達和燃油車媲美的價值,這優勢另外一個問題。
如果不看這些疑問,無疑固態電池的大餅如同一個完美刻畫的人物,代表著新能源汽車市場更高的向往,除了豐田、日產等車企,大眾汽車集團在2021年3月舉行的PowerDay上也表示,未來將著力發展固態電池技術,并預計2025年投入使用。
車企們的頻頻出手,意識著這個行業的變天,實驗室中科學家們的矜矜業業,車企們在外的拼命畫餅,都是為了體面的活著。