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固態(tài)電池進入終局之戰(zhàn)

時間:2022-06-27 09:17來源:汽車公社 作者:馬西風
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每隔一段時間固態(tài)電池總會被翻出來吸引一波眼球,到目前為止,還沒看到哪家企業(yè)開始量產(chǎn)固態(tài)電池搭載在汽車上面,雖然業(yè)內(nèi)普遍預期固態(tài)電池的量產(chǎn)在2030年,但各車企都希望能搶得頭籌首先量產(chǎn)裝車。

 

上周,由福特支持的電池初創(chuàng)公司Solid Power立下了新的里程碑。它正式開始試點生產(chǎn)固態(tài)電池,供寶馬和福特公司測試。

 

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該公司在科羅拉多州總部公布了一條全面運作的生產(chǎn)線,目標是能夠提供更大的續(xù)航里程的固態(tài)電池,比傳統(tǒng)鋰離子電池的續(xù)航里程高50%,并在年底前向?qū)汃R、福特運送第一批固態(tài)電池。

 

實際上,這家科羅拉多公司現(xiàn)在雖然已經(jīng)建立了一條試點生產(chǎn)線,為汽車制造商提供驗證樣品,但仍然在尋找制造合作伙伴,最早也要在2026年才能開始生產(chǎn)固態(tài)電池,2027年量產(chǎn)裝車。

 

Solid Power的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Doug Campbell承認在豐田、松下、三星、LG 能源解決方案、現(xiàn)代和寧德時代等集團之間在固態(tài)電池開發(fā)方面的激烈競爭。但這會成為積極推動該領域快速量產(chǎn)落地的一股力量,他們都是非常杰出并且可信的參與者。
 

“硬核能源”
 

 

固態(tài)電池與液態(tài)電池最核心的差異在于用固態(tài)電解質(zhì)替換了隔膜與電解液,從而為正負極提供了更多的選擇。

 

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與大多數(shù)此類公司一樣,Solid Power的電池采用硫化物固態(tài)電解質(zhì),鋰離子在充電和放電期間在正極和負極之間流動的介質(zhì)。與采用液態(tài)電解質(zhì)的電池相比,采用固態(tài)電解質(zhì)的電池因內(nèi)部短路而著火的風險要低得多,也就意味著更加安全。

 

說到純電汽車的痛點時,就離不開續(xù)航短、易燃易爆炸、充電慢、既怕冷又怕熱、開時間長了續(xù)航越來越短,問題核心還是在于電池內(nèi)部化學體系。

 

坎貝爾表示,Solid Power 的電池目前使用富含硅的陽極和鎳鈷錳陰極,具有儲存更多能量的潛力——從而為電動汽車提供更長的續(xù)航里程——并且成本低于傳統(tǒng)的鋰離子電池。再者就是更高的能量密度價格卻更低。

 

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在過去十年擔任 Solid Power的首席執(zhí)行官后,坎貝爾和他的固態(tài)電池公司站穩(wěn)了腳跟。該公司于 2021 年通過反向并購(SPAC)上市,除了福特和寶馬之外,還吸引了現(xiàn)代和三星的早期投資。
 

充滿希望又難以捉摸
 

 

汽車制造商自然是希望固態(tài)電池能夠提供更大的續(xù)航里程,所以比目前傳統(tǒng)鋰離子電池的續(xù)航里程高出50%是個具有誘惑力的條件。

 

此外,坎貝爾表示,Solid Power 特殊固態(tài)混合物中的溫度非常穩(wěn)定,減少了對某些冷卻方面的需求,從而將整體電池成本降低了10%。

 

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“這有助于提高性能和降低成本的總體價值主張,這是目前電池市場的痛點,”坎貝爾說。

 

建造原型生產(chǎn)線并不是Solid Power唯一的主要項目。在附近,該公司正在丹佛北部郊區(qū)桑頓建造一座足球場大小的大型工廠,Solid Power打算在那里生產(chǎn)電解液,到 2028 年足以為800,000輛電動汽車提供動力。

 

這樣的規(guī)模是一個雄心勃勃的目標,它是電池領域任何數(shù)量的競爭對手所共有的目標。但現(xiàn)在這個新興的固態(tài)技術(shù),卻是既充滿希望又難以捉摸的目標。

 

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根據(jù)咨詢公司 P&S Intelligence 的數(shù)據(jù),2021 年全球固態(tài)電池市場的收入為 2.9 億美元,預計到 2030 年將增長到 39 億美元。固態(tài)電池技術(shù)無異于“電動交通的未來” 。

 

但這是一個實現(xiàn)緩慢的目標。

 

時間和耐心
 

等到技術(shù)成熟仍然需要一些時間,每個人都知道這將是未來,但未來不斷被推出。

 

盡管固態(tài)電池具有更高的能量密度、更快的充電時間和更少的易燃化學物質(zhì),但它們同時很脆弱。在汽車制造商寄希望于 Solid Power 和競爭對手公司的同時,固態(tài)電池的耐用性仍然是一個未知數(shù)。

 

它們能在制造中擴大規(guī)模嗎?它們能在路上工作10年行駛200,000 英里嗎?Geurkink 說。“我也不知道。”

 

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在提供可行答案方面,Solid Power可能比大多數(shù)人走得更遠。除了啟動自己的原型生產(chǎn)線外,該公司還與韓國的SK Innovation 簽署了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議以制造電池。交易條款要求 Solid Power 獲得其技術(shù)和制造實踐的許可。

 

坎貝爾表示制造工藝將成為 Solid Power 成功的關(guān)鍵,并不是每一次電池的更替都需要付出巨大代價的,Solid Power正在設計其制造路線以匹配當今的鋰離子電池,以努力使產(chǎn)品與當今的超級工廠兼容。

 

Solid Power 還設計了與當前鋰離子制造工藝兼容的固態(tài)電池。這是十分大的跨越,因為當前無法量產(chǎn)的主要原因中就有一點固態(tài)電池部分生產(chǎn)工藝不同于液態(tài)電池,目前尚無穩(wěn)定供應固態(tài)電池生產(chǎn)線的設備廠商�?紤]到生產(chǎn)線的建設和動力電池的開發(fā)周期,短期量產(chǎn)希望渺茫。但Solid Power的固態(tài)電池制造工藝兼容就意味著很多工廠可以絲滑地轉(zhuǎn)向固態(tài)電池,而不需要在電池革新的同時進行生產(chǎn)線上的大面積升級。

 

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“從制造的角度來看,我們并沒有重新發(fā)明輪子,通過一些非常適度的改造,今天生產(chǎn)鋰離子電池的超級工廠可以絲滑地切換到固態(tài),”坎貝爾說。“我不想與那些工廠競爭,我想啟用它們并讓他們加入我們。”

 

當然,固態(tài)電池的成功可能會將身上的桎梏解除,由于該電池包含高含量的硅陽極、硫化物固體電解質(zhì)和鎳、錳和鈷陰極�,F(xiàn)在正在研發(fā)中的未來產(chǎn)品可能會消除對鎳和鈷的需求,但現(xiàn)在由于各種政治和國家因素導致鎳和鈷供應不足。

 

如果是長期項目,整個行業(yè)得需要習慣于耐心等待。“我們想花時間降低技術(shù)的風險,”坎貝爾說。

 

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隨著經(jīng)濟逐漸回暖,與主要合作伙伴一起改造現(xiàn)有工廠的戰(zhàn)略,以及正在建造的電解液設施和現(xiàn)在生產(chǎn)電池的生產(chǎn)線,變成了一條“無痛”轉(zhuǎn)向固態(tài)電池的設計路線。

 

現(xiàn)下,還有人在質(zhì)疑固態(tài)電池技術(shù)的炒作成分更大。但仍有分析師認為,如果這一技術(shù)真的成功了,到2030年,它可以在很大程度上取代三元鋰電池,成為行業(yè)最先進的電池技術(shù)。Solid Power能成為固態(tài)電池的先行者還是試錯人都得等的2026年,但固態(tài)電池似乎會成為那充滿希望又難以捉摸的“電動交通”的未來。
 

(責任編輯:子蕊)
文章標簽: 固態(tài)電池
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