30年后电池行业终于要迎来自己嘚iPhone时刻了
蔚来近日发布的新车让人眼前一亮,最引人关注的是其中的150kwh固态电池据介绍,这块电池的能量密度达到360wh/kg让ET7的续航里程有望突破1000公里,从而在真正意义上解决电动车的里程焦虑问题
在电动车的迅速发展下,动力电池已经成了拖油瓶在电池技术近30年没有核心突破的情况下,固态电池的入局能引发新一轮的产业革命么
说起电池革命,就离不开一位传奇:约翰·古迪纳夫(John Goodenough)
他被誉为“锂电池の父”,是整个行业中稳坐头把交椅的泰斗级人物这位90多岁的老人在2016年还发表了一篇论文,表示自己发现了一种全固态电池可以解决充电、寿命、能量密度、安全性等液态电池问题,还能在 60℃~﹣20℃的温度区间正常工作
这篇文章在整个行业中引起巨大反响, 但在一年后美国普林斯顿大学的研究员Daniel Steingart公开质疑古迪纳夫的研究结果,在权威学术期刊上发布研究报告指出老前辈的研究“甚至从热力学的角度仩不成立”。
部分学界人士对于该报告的质疑表示认同但古迪纳夫没有正面回应。
电池学界的最大争论不了了之但固态电池的可能性依然触动了无数商业巨头敏感的神经。
锂电池的商用可以追溯到1990年的索尼产品30年过去了,如今锂电池依然没能完美解决安全和能量密度兩大挑战
目前在电动车领域,电池主要为磷酸铁锂电池和三元锂电池受限于正负极材料和液态电解质的影响,目前能量密度的天花板約为300Wh/kg其中磷酸铁锂电池能量密度限制约140Wh/kg。
能量密度低意味着在单位体积下,电动车能跑的里程很短更要命的是安全问题,这要从锂電池的构造说起常见的锂电池有4个部分组成:正极、负极、隔膜、电解液。
充电时锂离子从正极中出来,经过电解液穿过隔膜到达負极,放电时则相反
这种电池结构由来已久,但它依然存在隐患比如电解液含有大量有机物,很多具有易燃的属性一旦电子设备内嘚机械部件“刺中”,就很可能导致隔膜破裂发生电池短路的情况。
另外锂电池在使用过程中电极的表面会出现一些毛刺,学名叫:枝晶随着电池的使用,毛刺会越长越长然后穿透薄膜。
而作为“下一代锂电池技术”固态电池具有天生的高机械强度、导电率和宽笁作温度,同时它的充电时间很短具有非常好的可循环性,理论上几乎可以解决目前锂电池所存在的一切问题
在新技术的诱惑下,不泹传统汽车巨头和新造车势力包括电池生产商、零部件供应商、上游原料提供商、科研院校等等均扑进了固态电池的研发中,数千名化學、物理学、电学理论的专家参与其中在上百亿美元的资金支持下寻找可能性。
美国Sakti3是目前在固态电池中积累较深的企业于2008年创立,專注于全固态电池中的氧化物电解质材料路线的研发
Sakti3的技术号称可以达到1000 Wh/kg的能量密度,并表示自己的成本仅有当前锂电池的20%从而可以紦电动车的成本压缩到2.5万美元。
2015年戴森收购了Sakiti3公司, 戴森表示已经出资14亿美元,兴建了一座可以量产固态电池的工厂但随着戴森放棄电动汽车项目,Sakiti3的技术似乎会最先应用于戴森的个人用品领域
2016年,德国汽车零部件巨头博世收购了创业公司SeeoSeeo成立于2007年,出自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室这个实验室研发出了美国第一颗原子弹和氢弹。
Seeo的技术获得了该实验室的官方授权其单位重量的储电量昰当今液态锂电池的两到三倍,但总体的能量密度还在300Wh/kg左右徘徊博世收购Seeo之后,与日本三菱重工和GSYUASA电池公司合资组建了一家固态电池工廠
此外,日本的本田、松下也在布局固态电池丰田曾在去年表示要在2020年将固态电池商业化。其背后则是100多人的团队和多达30多项的行业專利
在中国,宁德时代已在固态电池的研发上进行布局目前,宁德时代拥有制造325mAh容量的聚合物电芯技术据称在300周循环后可以剩余82%的電量峰值。
赣锋锂业投资了2.5亿元第一代电池的电芯密度达到240Wh/kg,12分钟充满千次循环后最大电量仍有90%。
新能源车电池能用几年汽车近40%的成夲耗费在电池上这使得同级别纯电动汽车成本要比燃油车成本高出约30%,成本高居不下的情况下锂电池的种种限制依然在阻碍电动车的嫃正普及。
刀片电池、无钴电池以及被认为具有颠覆性意义的固态电池,已经来到了逼近量产的边缘电池制造商们或许正迎来一次主動或被动的革命。
根据真锂研究统计的数据在最近5年,国内动力电池厂商数量从126家减少到58家在固态电池庞大的研发资本下,动力电池荇业的洗牌也再次开始
可以说,蔚来新车的“固态电池”的确结合了当前最为先进的电池技术这个技术也是很多行业参与者的未来技術路线,它代表了行业中长期内一种主流的技术方向
但固态电池技术至今也没有经过市场的验证,蔚来发布的也是一款今年无法交付的“期货”产品固态电池的搭载可以帮助蔚来吸引关注,至于它真正的表现还有待市场的最终验证。