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半固態電池批量裝車近在眼前,掀起新一輪廝殺

根據SNE Research統計的數據,中國電池企業有六家上榜全球EV電池裝機量TOP10,無論是從市場份額還是上榜數量均遙遙領先于其他國家。而新一輪的廝殺在固態電池的賽道中重現。

中國電池企業已開始大規模殺進固態電池軍備賽。清陶、衛藍、輝能、太藍、恩力固態、高能時代、盟維等數十家企業相繼推出能量密度達400Wh/kg的固態電池,且計劃在2022年至2023年投入量產。隨著千公里續航BEV勢頭猛進,上汽智己、廣汽埃安、蔚來、高合等中國車企積極自研或與固態電池生產商合作、合資,共同推進固態電池上車的進程。

NE時代對固態電池上車的現狀進行了匯總,大致來看,無論國內海外,已明確率先在整車上應用的是固液混合電池,在今年或明年電池廠為車企提供樣品,進行裝車測試,并進行小批量制造,確保有意裝車應用的車企能夠按照時間規劃推出新車。全固態電池將在2025年至2030年間得以應用。

車企:蔚來

電池制造商:衛藍新能源

衛藍新能源正在與蔚來合作,計劃基于蔚來ET7推出單次充電續航1000km的混合固液電解質電池,且該電池最早預計于2022年底或2023年上半年開始量產。

3月,在中國電動汽車百人論壇上,衛藍新能源首席科學家、創始人李泓透露,衛藍新能源開發了混合固液電解質動力電池,并將在蔚來ET7車型上量產應用,單次充電1000km,電池包電量達到150kWh,單體能量密度達到360Wh/kg。

蔚來此前透露,150kWh的半固態電池包將于2022年第四季度開始交付。除了ET7,蔚來所有車主均可升級使用該電池包。

衛藍新能源的半固態電池采用了原位固態化的技術,通過化學和電化學反應,使液態電解質部分或全部的轉化為固態電解質,能夠解決在循環過程中固態電解質和正負極材料保持良好接觸的難題,可以綜合平衡電芯充到高電壓、安全性、鋰枝晶析出以及體積膨脹控制等要求。

車企:東風風神

電池制造商:贛鋒鋰電

2022年1月22日,東風-贛鋒高比能固態電池(實為半固態)E70示范運營車在江西省新余市首發,首批投放的50臺東風風神E70完成交付。

贛鋒鋰電官方稱,東風風神E70搭載的固態電池系統全球率先實現基于柔性固態隔膜的混合固液鋰離子電池裝車。

不過,東風風神E70所搭載還是贛鋒鋰電的第一代固態電池。官方沒有公布具體的能量密度數據。贛鋒鋰電二代固態電池能量密度將超過400Wh/kg,電芯容量100-180Ah。

贛鋒于固態電池領域布局悠久,2016年設立固態電池研發中心,并建設全自動聚合物鋰電池生產線,兼顧固態技術的研發與商業化。目前,贛鋒鋰電在江西新余生產基地已具備2GWh固態電池產能、7GWh的磷酸鐵鋰電池產能。

2022年7月,重慶市兩江新區“2022年重點項目開竣工活動”于贛鋒新型鋰電池科技產業園召開。活動上,“贛鋒新型鋰電池科技產業園及先進電池研究院項目”宣布正式開工,規劃形成10GWh的電池產能以及10GWh的Pack項目。

贛鋒新型鋰電池科技產業園占地630畝,總建筑面積57萬㎡,包括固態電池技術研究院、固態電池生產基地及電池Pack系統三個子項目。該項目擬建設國內最大的固態電池生產基地,以電芯、模組、BMS及電池包系統解決方案為主要方向。

到8月份,贛鋒鋰業連發公告,稱同意贛鋒鋰電以自有資金不超過35億元投資建設年產6GWh新型鋰電池生產項目;同意贛鋒鋰電子公司贛鋒新鋰源以自有資金不超過20億元投資建設年產20億只小型聚合物鋰電池項目。同意將贛鋒鋰電在江西新余高新技術產業開發區的年產5GWh新型鋰電池項目建設規模提高到年產10GWh,在重慶兩江新區的年產10GWh新型鋰電池科技產業園及先進電池研究院項目建設規模提高到年產20GWh。

車企:高合

電池制造商:國軒高科

國軒高科在第十一屆科技大會上發布了兩款新產品,分別為360Wh/kg半固態電池、首款面向C端市場的智能移動儲能充電樁

其中半固態電池單體能量密度達360Wh/kg,單體電芯為136Ah,重量為1341g,由國軒高科通過材料和工藝創新,正極材料顆粒表面包覆固態電解質、負極使用硅負極、使用新型高安全功能隔膜和高安全液態電解液開發研制而成半固態電池。該半固態電池能夠通過嚴苛的針刺測試及高于國標的180℃熱箱測試。

搭載該電池的車型電池包電量及能量密度分別為160kWh、260Wh/kg,續航里程長達1000km,車輛百公里加速時間僅為3.9s。國軒高科8月5日在互動平臺表示,半固態電池匹配客戶需求,依據訂單情況持續落地產能需求,目前根據客戶需求情況預計將于今年底小批量裝車。

雖然沒有明說是什么車型,但從現場演講展示的圖片可以看出,這輛車極有可能是高合汽車HiPhi X。這與高合汽車2021年3月發布的“高合升能計劃”也大致吻合。根據這項計劃,高合將推出160kWh超高電池包升能服務,升能后,HiPhi X在NEDC工況下最高續航里程可達1000 km。這項服務將在2022年第四季度接受預定并在2023年第一季度開始實施。

車企:上汽智己、合眾汽車

電池制造商:清陶能源

7月6日,上汽集團與清陶(昆山)能源發展股份有限公司簽約,上汽清陶“固態電池聯合實驗室”揭牌成立。

雙方將聚焦千公里以上長續航固態動力電池量產應用、固態動力電池4C快充技術、高安全長壽命固態動力電池開發、高效率固態動力電池集成技術開發等攻堅項目,合力推動固態電池技術加快量產落地,攜手提升中國新能源汽車“三電”核心競爭力。

按照規劃,雙方合作研發的千公里以上長續航固態動力電池,將于明年率先在上汽自主品牌新款車型上實現落地應用。

上汽集團于2020年6月、2022年1月先后參與了清陶能源E+輪、F++輪融資。雙方擁有多年技術開發合作基礎,在去年就共同實現了超高能量密度固態鋰電池的實車驗證,采用單體能量密度368Wh/kg固態電池結合上汽新一代純電平臺,實測CLTC綜合續航達1083km。

2020年6月,清陶能源與新勢力企業合眾達成深度合作,共同推進固態電池的研發與應用,彼時宣布合眾旗下第二款量產車哪吒U將成為全球首款搭載固態電池的量產車。

車企:Vinfast、奔馳

電池制造商:輝能科技

越南車企Vinfast與輝能科技在今年7月達成戰略合作協議簽署,將共同合作開發次世代固態電池應用,提前部署固態電池供貨,目標共同進軍智能移動解決方案。

自2024年起,輝能科技計劃將供貨次世代固態電池電芯給Vinfast,以支持加速Vinfast新型純電車款的發表。輝能科技首座固態電池廠即將于2023年初啟動,并于同年下半年開始放量生產,大部份產能將作為支持越快訂單出貨;未來雙方也將進一步討論于越南成立合資企業(joint venture)建立固態電池工廠,以滿足快速成長的市場需求。

今年1月,輝能科技宣布與梅賽德斯-奔馳公司簽署了技術合作協議以開發下一代電池。首批配備此共同開發固態電池的奔馳電動測試車預計將在未來幾年內推出。雙方還就在這個十年的后半段將固態電池技術引入一系列乘用車的重要節點達成一致。

2021年前后,輝能科技先后宣布與蔚來、愛馳、天際等造車新勢力達成合作,并與一汽集團加強戰略合作關系。

自 2017 年 10 月起,輝能便開始將制造工藝投入至具規模的試產線驗證,緊接著于 2023 年初啟動全球首條固態鋰陶瓷電池量產線,并從0.5GWh起,向滿載年產能 3 GWh (同等于 3 萬臺 100 度電電動車)的目標量產。

車企:大眾保時捷

電池制造商:QuantumScape

2022年月27日,QuantumScape在股東信中披露了其最新的固態電池測試數據:最新制作了24層固態電池,并開始了性能的測試,從測試結果來看,在循環100cls后,其容量保持率依然維持在較高的水平。該產品將作為給汽車企業A樣本的候選產品。

按照Quantum Scape公司的規劃,全固態電池將在今年向相關客戶交付成品樣品進行相關的驗證。2023年開始裝車驗證,2024年-2025年商業化應用。

除了大眾汽車,QuantumScape表示,它還有另外三個汽車制造商合作伙伴,并且已經簽署了電池測試。到目前為止,這些汽車制造商的名字還沒有公布。

Quantum Scape公司2020年12月完成單層電池800周的循環,2021年8月4層電池完成了800周的循環,2021年11月10層全固態電池完成了800周的循環,2022年4月26日16層電池已經循環超過500周,接近600周。

保時捷正在與美國固態電池企業Quantumscape合作,將其固態電池集成到未來的保時捷電動汽車中,比如電動911。

車企:寶馬福特

電池制造商:Solid Power

電動汽車全固態電池的開發商Solid Power宣布,已完成自動化試生產線的安裝。該試驗線旨在生產EV級硫化物基固態電池,該電池具有富硅負極(活性硅含量超過50%),可實現高能量密度。

試驗線每周的輸出量約300個電芯,或每年約15,000個電芯,足以構建多個測試電池包。最初,該試驗線將生產用于內部測試的電池,然后再將電池交付給Solid Power的汽車合作伙伴,包括寶馬和福特,預計這些合作伙伴將在今年年底開始裝車測試。

據Solid Power公開的產品開發周期,2022年到2023年一項重要任務就是完成100Ah硅負極固態電池的A-Sample概念驗證。

寶馬和福特均通過投資與Solid Power深度合作。寶馬計劃2025年前推出固態電池原型車,2030年前用于量產車。福特不僅追加對Solid Power的投資,而且其合資伙伴SKI向Solid Power投資3000萬美元,獲得該初創公司的硫化物固態電解質、專利電池設計和生產工藝的使用權。

Solid Power主要有兩條產品線:硫化物固體電解質和軟包固態電池。前者潛在客戶包含SKI、豐田現代、LG、松下、三星,后者擁有福特、寶馬、SKI及其他OEM和Tier 1等潛在客戶。

車企:通用、本田、現代起亞

電池制造商:SES

SES混合液態鋰金屬電池是半固態電池,用鋰金屬做負極,提升能量密度,且可以復用液態鋰電池成熟的生產制造工藝。

2021年,SES對外展示了第一款車規級鋰金屬電池,根據初步的測試數據,其容量達到107Ah,能量密度為417Wh/kg、935Wh/L,重量不到1kg。據稱,這是全球首款100Ah以上的鋰金屬電池,也是世界上最大的鋰金屬電池。

SES宣稱研發的混合鋰金屬電池有三大優勢:一是鋰金屬負極的材料創新,讓電池能量密度可達到400~500Wh/kg;二是電解液,希望從根本上改變鋰枝晶的生長方式,提升電池的安全性;三是算法,利用人工智能監測電芯在整個生產、運行環節的健康狀態,通過大量的細節數據建立模型,對風險進行精確預測。

目前,SES啟動首個鋰金屬電池A樣品的生產和測試,計劃于2025年正式量產。SES與通用、現代起亞、本田等主機廠簽訂了“A-sample”(A樣品)聯合開發協議,裝車驗證107Ah(能量密度為417Wh/kg、935 Wh/L)半固態電池。

SES正在上海建設產能為1 GWh的鋰金屬電池工廠,同時計劃在韓國新建第二座鋰金屬電池生產基地。

來源:第一電動網

作者:NE時代

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