在未來固態(tài)
電池領域,現(xiàn)有液態(tài)鋰
電池企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司有各自的市場機會,而主機廠可能更多以合作方式參與這個市場。
在開始介紹固態(tài)電池之前,我們先回顧下動力電池的前世今生。1881年第一輛鉛酸電池作為動力電池的
電動車誕生;接著1990年鎳氫電池開始商業(yè)化,豐田第一代普銳斯誕生,這是有著重要意義的時間點;1991年索尼把鋰電池進行商業(yè)化;2008年鋰電池用在特斯拉的roadster上,這是具有里程碑意義的。那么下一代電池是不是固態(tài)電池?個人覺得鋰電池經(jīng)過幾十年的發(fā)展,從歷史角度,未來都有一定的概率進行迭代。
現(xiàn)有的液態(tài)電池的短板前面各位專家講得非常清楚,比如SEI膜持續(xù)增長、過度金屬溶解、電解液氧化問題、高溫失效問題、析鋰問題、正極材料析氧問題等。目前的鋰電池體系遇到瓶頸,需要發(fā)展新一代的技術。李泓教授在儲能科學與技術文章當中提出,下一代電池研發(fā)重點是高安全性、高能量密度以及快充。從主觀角度講,政府在我國《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》提到:到2020年純電動汽車動力電池是300Wh/kg、2025年400Wh/kg、2030年500Wh/kg,促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案也提出了發(fā)展包括固態(tài)電池在內(nèi)的新體系電池。所以無論還是主觀還是客觀,發(fā)展固態(tài)電池都是必然的選擇,當然時間會比較漫長,道路會比較曲折一些。
固態(tài)電池具有高安全性、高能量密度、長循環(huán)壽命、寬工作溫度范圍、柔性的的優(yōu)點,其中非常核心的是固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池實現(xiàn)高能量密度、高循環(huán)穩(wěn)定性和高安全性能的關鍵,按照技術路徑可以簡單分為氧化物、硫化物、聚合物。豐田是行業(yè)的領頭羊,在固態(tài)電池上投入非常大,主要是基于硫化物體系,國外還有有三星、日立造船,國內(nèi)的寧德時代在硫化物和聚合物都有一些布局。氧化物方面有海外的Sakti3 、Quantumscape,中國的臺灣輝能、江蘇清陶。聚合物這塊博洛雷、寧德時代也做了一些布局。
根據(jù)Yole Développement這家海外機構統(tǒng)計,到2018年6月份全球超過一百家固態(tài)電池,現(xiàn)在肯定不止了。其中大型企業(yè)相關的占比達到50%左右,比如豐田、寶馬、大眾、雷諾;科研院所相關的占到30%,比如中科院、清華、麻省理工、科羅拉多大學;創(chuàng)業(yè)公司占到10%多些。
我們梳理了下整車廠在固態(tài)電池里面的布局。最有代表性的是豐田,2017年開始規(guī)劃,他們目標是2020年在電動車上使用固態(tài)電池。寶馬、現(xiàn)代在2018年通過對Solid Power進行投資進行布局。日立造船積極往這個方向做準備,可能會在船舶方面有一些使用場景。SAFT也在研發(fā)一些硫正極電解質(zhì)的固態(tài)電池。
電池企業(yè)在固態(tài)電池領域也有所布局,松下、三星、LG、CATL、比亞迪都在這方面布局。松下計劃在2020年在汽車上使用固態(tài)電池;三星2019年在底特律車展上展示過樣品,目標2021年實現(xiàn)商業(yè)化;LG更多還是在柔性消費電池領域做一些布局,同時他們在固體氧化物、燃料電池領域。CATL在聚合物和硫化物兩個方向取得初步進展,比亞迪也在推動固態(tài)電池的商業(yè)化。
科研院所這里面也涉及的也比較多,中科院相關的有北京衛(wèi)藍、清陶;科羅拉多大學的Solid Power。國內(nèi)上海硅酸鹽研究所、同濟大學、中南大學等高校也正在孵化或準備孵化相關的創(chuàng)業(yè)公司。
資本市場不少公司也對固態(tài)電池做了布局。浙江鋒鋰進展相對快一點,其他的公司也在快速跟進;珈偉新能跟海歸團隊2017年也公告搞固態(tài)電池;天齊鋰業(yè)以參股方式投資了美國SolidEnergy System,上汽集團參與了美國SolidEnergy System的B輪戰(zhàn)略投資。
下面跟大家一起探討下主機廠、電池廠、創(chuàng)業(yè)公司這三者未來在固態(tài)電池領域的各自機會。全球的汽車總銷量趨于平穩(wěn),中國今年汽車下滑還是非常明顯,所以汽車行業(yè)進入存量競爭階段,主機廠之間的競爭已經(jīng)非常激烈了,再加上汽車行業(yè)正在從燃油車向電動車迭代的過程中,壓力更大了。主機廠現(xiàn)在更多的是如何在激烈的競爭中更好的滿足消費者的個性化需求、強化產(chǎn)品的體驗感、完成產(chǎn)品的迭代,他們未來可能更多的往下游延伸,往出行服務商演變。在電芯層面,他們可能不會涉及太多,即使參與,可能也是以合作參股的方式,比如豐田和松下緊密合作模式。主機廠可能會做一些技術儲備,跟電池廠做一些深度的技術對接�?傊�,主機廠的壓力本身已經(jīng)很大了,而電池本身和整車都是重資產(chǎn)、重技術的行業(yè),沒有那么多精力、資源、資金做電池這件事情。
電池廠做固態(tài)電池會有些優(yōu)勢,比如供應鏈、客戶渠道、產(chǎn)品工藝設計及優(yōu)化經(jīng)驗、對車規(guī)級產(chǎn)品理解等優(yōu)勢,但是不代表一定能夠把握機會。典型的案例,鉛酸向鋰電迭代的過程中,超威和天能并沒有抓住機會。
創(chuàng)業(yè)公司沒有液態(tài)鋰電池企業(yè)既有的龐大包袱,可以輕裝上陣、靈活應變。但在資金、客戶渠道、量產(chǎn)經(jīng)驗上處于劣勢,他們要在有限的時間窗口內(nèi),快速融資跑出來。CATL成立后在三、四年時間很快跑出來,成為行業(yè)的獨角獸。所謂天時、地利、人和,時機非常重要。
綜合而言,在未來固態(tài)電池領域,現(xiàn)有液態(tài)鋰電池企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司有各自的市場機會,而主機廠可能更多以合作方式參與這個市場。
毫無疑問,固態(tài)電池未來充滿比較廣闊的市場前景。展望未來發(fā)展趨勢,會從半固態(tài)電池到準固態(tài)電池,最終邁向無液體的全固態(tài)電池。未來要慢慢的循序漸進的迭代。
未來在應用場景上也是逐步拓展,不可能說很快在車上使用,這個挑戰(zhàn)性很大。個人覺得可能會在一些微型電池如MEMS、穿戴式設備先導入,用的量比較少、要求比車規(guī)級低些;然后再到消費電池如手機、Pad、筆記本等。等產(chǎn)品經(jīng)過充分驗證、技術體系成熟,未來往動力電池這個方向考慮,這個過程可能也不會太快。任何新事物的商業(yè)化過程都是漫長而曲折的。固態(tài)電池需要先解決產(chǎn)品化的問題,然后再進行商業(yè)化。只有能商業(yè)化的產(chǎn)品才有商業(yè)價值,才能夠盈利,最終走向資本市場。
至于固態(tài)電池在整車上的使用,首先從A樣(概念樣品)、B樣(功能樣品)到C樣(客戶認可樣品)需要3~4年時間,再SOP驗證兩年多時間,最快的時間也將在6年后,2025年可能是固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關鍵時間點。
我們除了關注固態(tài)電池,也在關注氫燃料電池。各位可能比較關心這兩者之間的市場機會,我在這里對兩者做個簡單比較。氫燃料這塊我從2016年開始接觸到現(xiàn)在已經(jīng)有4年時間,從產(chǎn)業(yè)布局和學習的角度,我們對這個領域的步伐從來沒有停過,一直在學習的過程中。
從技術角度講,氫燃料這塊國內(nèi)跟國外落差非常大,可能十年左右。除了技術外,人才儲備也非常缺,基礎設施也是很大的障礙。固態(tài)電池這方面國內(nèi)、外差距相對小點,比較多的高校從事這方面研究,而且可以重用現(xiàn)有的充電網(wǎng)絡,基礎設施不需要重建�?偨Y下來,氫燃料比較適合在商用車領域,比如大巴、重卡,未來乘用車領域固態(tài)電池比氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化速度可能會快些、市場機會更大。
(責任編輯:子蕊)