目前,又一汽車巨頭寶馬集團(tuán)宣布進(jìn)軍固態(tài)
電池,引發(fā)行業(yè)關(guān)注。
近日,《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者從寶馬集團(tuán)方面獲悉,最遲2030年,寶馬集團(tuán)將為量產(chǎn)車配備固態(tài)電池。目前,寶馬汽車在固態(tài)電池方面的投資發(fā)生了重要進(jìn)展。5月3日,寶馬和福特宣布向美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)Solid Power進(jìn)行投資。據(jù)了解,Solid Power主要研發(fā)全固態(tài)電池,此次融資總共獲得1.3億美元。按計(jì)劃,寶馬和福特將在2022年向Solid Power采購(gòu)試驗(yàn)車的固態(tài)電池。
寶馬集團(tuán)董事韋博凡先生表示:“從設(shè)計(jì)到使用回收,寶馬集團(tuán)致力于打造全生命周期都具有可持續(xù)性的最綠色的
電動(dòng)車。目前,我們正在研發(fā)未來的電芯。該電芯性能強(qiáng)勁、更安全、成本更低,且可回收。同時(shí),我們正在對(duì)固態(tài)電池技術(shù)進(jìn)行深入研究。2030年前,我們將為量產(chǎn)車配備固態(tài)電池。在這之前,我們將于2025年前推出首款采用這種技術(shù)的原型車。”
有業(yè)內(nèi)人士表示,目前主流電池形式為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,而在固態(tài)電池領(lǐng)域則遲遲沒有取得突破,在固態(tài)電池的發(fā)展過程中,一些瓶頸還有待解決。這些難題包括固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導(dǎo)率偏低、金屬鋰反復(fù)充放電的循環(huán)性問題、電解質(zhì)可塑性差等。其在成本、規(guī)模量產(chǎn)、產(chǎn)品性能等方面還沒能突破。但是,固態(tài)電池的能量密度會(huì)比現(xiàn)款車型普遍使用的鋰電池組顯著提升,這意味著在同等體積下,固態(tài)電池儲(chǔ)存的電量更多,同等測(cè)試環(huán)境下的車輛的續(xù)航里程也將更長(zhǎng),一旦在固態(tài)電池方面實(shí)現(xiàn)突破,續(xù)航里程焦慮也能有效解決。固態(tài)電池確實(shí)很有可能成為新能源汽車市場(chǎng)里的下一個(gè)風(fēng)口。
寶馬加大固態(tài)電池投資
當(dāng)前,寶馬集團(tuán)正在全力開啟電動(dòng)攻勢(shì)。寶馬集團(tuán)董事長(zhǎng)齊普策先生表示:“我們正在為‘新世代’車型專門開發(fā)下一代電池技術(shù)。通過該車型,我們將在電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)巨大的飛躍。我們希望大幅提高電芯能量密度,同時(shí)減少材料和生產(chǎn)成本。此外,我們還將提高可再生材料的使用比例,以確保我們生產(chǎn)的是真正的‘綠色’電池。”
據(jù)寶馬集團(tuán)方面介紹,“新世代”車型系列將主要有三大特征:完全重新設(shè)計(jì)的IT和軟件架構(gòu)、全新一代高性能電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電池、以及貫穿整個(gè)車輛生命周期的全新可持續(xù)理念�;诖�,新車將搭配新一代的電驅(qū)系統(tǒng),它將基于全新開發(fā)、高度一體化、且電芯設(shè)計(jì)經(jīng)過優(yōu)化的高壓動(dòng)力電池概念。這一獨(dú)特組合將為“新世代”車型在低能耗方面帶來重大飛躍,實(shí)現(xiàn)媲美最先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)的續(xù)航里程和制造成本。
寶馬公司在發(fā)布固態(tài)電池研發(fā)消息時(shí),就曾直言不諱地表示“電芯開發(fā)是公司電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)型的核心”。憑借多年對(duì)新能源領(lǐng)域的探索,寶馬集團(tuán)在電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)的完整價(jià)值鏈中已擁有了深厚的技術(shù)儲(chǔ)備,并實(shí)現(xiàn)了電芯技術(shù)的逐代優(yōu)化。從BMW i3應(yīng)用的第三代電驅(qū)技術(shù),到創(chuàng)新純電動(dòng)BMW iX3應(yīng)用的第五代BMW eDrive電驅(qū)技術(shù),正極材料中鈷元素的比例由33%降低至10%,而鎳的含量提高至80%左右。同時(shí),創(chuàng)新BMW iX高壓動(dòng)力電池中約應(yīng)用了50%的回收鎳。未來,寶馬集團(tuán)仍將繼續(xù)推動(dòng)電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。2030年前,寶馬集團(tuán)預(yù)計(jì)將電芯能量密度在目前水平上提高50%。
早在2017年12月,寶馬就宣布與Solid Power建立合作伙伴關(guān)系,一起開發(fā)固態(tài)電池,并針對(duì)高性能電動(dòng)汽車的要求量身定制Solid Power的固態(tài)電池技術(shù)。2021年5月3日,寶馬集團(tuán)和福特宣布向美國(guó)新創(chuàng)企業(yè)Solid Power進(jìn)行投資,此次融資總共獲得1.3億美元。
記者查詢Solid Power官網(wǎng)發(fā)現(xiàn),Solid Power正在研發(fā)的ASSB固態(tài)電池采用硫化物電解質(zhì),具備不可燃的特性,相較于鋰離子電池能量密度確實(shí)能提升50%,通過使用金屬鋰作為陽(yáng)極可以實(shí)現(xiàn)高電池能量,這種材料的容量是當(dāng)前鋰離子電池中使用的石墨陽(yáng)極的10倍。同時(shí),通過簡(jiǎn)化鋰離子電池當(dāng)中所存在的許多設(shè)計(jì),可以提高能耗以及安全性,使得成本也更加低廉。根據(jù)Solid Power的規(guī)劃,固態(tài)電池ASSB將于2022年初進(jìn)行測(cè)試和試生產(chǎn),2026年前后實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
眾車企搶灘固態(tài)電池
當(dāng)前,眾多車企紛紛搶灘固態(tài)電池,本田本年度將開始全固態(tài)電池生產(chǎn)技術(shù)驗(yàn)證,并力爭(zhēng)應(yīng)用到2020年后期的車型上;豐田汽車計(jì)劃在2025年與松下合作推出一款使用固態(tài)電池的限量發(fā)售的電動(dòng)汽車。而4月22日,現(xiàn)代汽車也宣布“公司正在開發(fā)固態(tài)電池,并計(jì)劃在2030年大規(guī)模生產(chǎn)固態(tài)電池汽車”的消息。
大眾汽車投資的QuantumScape預(yù)計(jì)最早將在2024年為大眾電動(dòng)汽車生產(chǎn)固態(tài)電池,據(jù)其公開資料顯示,該款固態(tài)電池能將電動(dòng)汽車的續(xù)航里程提高80%,并能在15分鐘內(nèi)充滿80%的電量(通常鋰離子電池需要40分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間),在800次充電后仍能保持80%以上的容量、未顯衰退,壽命能夠達(dá)到12年。
據(jù)了解,傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池的兩端為電池的正負(fù)兩極,中間為電解質(zhì)(液態(tài))。而鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)過程中,電池的充放電過程便完成了。而固態(tài)電池電解質(zhì)為固態(tài),具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導(dǎo)更大的電流,進(jìn)而提升電池容量。因此,同樣的電量,固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此,固態(tài)電池中由于沒有電解液,封存將會(huì)變得更加容易,在汽車等大型設(shè)備上使用時(shí),也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等,不僅節(jié)約了成本,還能有效減輕重量。因此固態(tài)電池也被看做是可以繼承鋰離子電池地位的電池。
業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì),固態(tài)電池技術(shù)真正成熟可能需要等到2025年前后,真正具備量產(chǎn)能力可能需要等到2030年前后。屆時(shí),電池行業(yè)的格局或?qū)⒂瓉?ldquo;劇變”,而抓住此機(jī)遇的“入圍”企業(yè)或?qū)⒃谖磥硇履茉搭I(lǐng)域占據(jù)更多的主動(dòng)權(quán)。
然而,固態(tài)電池的研發(fā)是緩慢而曲折的。此前一直在研發(fā)固態(tài)電池的Fisker公司已經(jīng)宣布放棄對(duì)固態(tài)電池的進(jìn)一步研究,原因在于無(wú)法落地。Fisker創(chuàng)始人Henrik Fisker滿懷無(wú)奈地表示,當(dāng)你覺得完成了90%的研發(fā)工作時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn),剩下的10%要比前面90%更加艱難。
有專業(yè)人士認(rèn)為:“目前固態(tài)電池材料體系、電芯、模組、智能制造技術(shù)尚未確定,尚未形成產(chǎn)業(yè)鏈,其在成本、規(guī)模量產(chǎn)、產(chǎn)品性能等方面還沒能突破,還沒有企業(yè)研究出兼具高能量密度、高安全性的大容量全固態(tài)動(dòng)力鋰電池。”
然而“不確定”也意味著有更多的機(jī)會(huì)。在液態(tài)鋰電池時(shí)代,市場(chǎng)份額主要集中在中日韓等少數(shù)幾家動(dòng)力電池巨頭手里,這些企業(yè)憑借著多年的技術(shù)研發(fā)、積淀和資源積累,建立起行業(yè)“護(hù)城河”已經(jīng)非常穩(wěn)固,后來者“破局”的機(jī)會(huì)渺茫。而未來固態(tài)電池時(shí)代的到來則打開了一個(gè)新通道。專注固態(tài)電池,頻頻涌現(xiàn)的初創(chuàng)企業(yè)得以與傳統(tǒng)電池企業(yè)站在同一起跑線上展開競(jìng)爭(zhēng),而車企則迎來了重新掌握電池技術(shù)主動(dòng)權(quán)的機(jī)會(huì)。目前國(guó)內(nèi)的寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、蜂巢、贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)、輝能、珈偉新能等鋰電企業(yè),以及比亞迪、蔚來、北汽集團(tuán)、長(zhǎng)城汽車等車企皆有參與固態(tài)電池研究。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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