半固态电池=高能量密度?
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2023-10-20 06:43:31
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“卖得出去的东西,或略略抢先一点点市场的产品,才是客户的真正技术需求”。——《华为公司的核心价值观》,2007年修改版

(封面图片来自蔚来汽车)

1月作为新年伊始,总是给人带来新希望。2021年1月9日蔚来NIO DAY上,李斌发布旗下首款轿车ET7,带来150 kWh半固态电池,电芯能量密度达到360 Wh/kg,让行业内都为之震惊,“固态电池”概念股也乘风起飞,但两年过去了,装车计划一再推迟,仍未落地,恐将盖上“PPT造车”的印章。后期官宣该电芯由卫蓝新能源提供。

同样是1月,半固态电池装车迎来了好消息,但是这次并非来自蔚来,而是东风。

在2022年1月,东风汽车和赣锋锂业联合开发的半固态电池成功装车E70,率先实现应用,虽然只有50辆运营车示范使用,电芯能量密度只有~240 Wh/kg,但也足够为半固态电池的未来“续命”。

这两年,各电芯企业的半固态电池也频频亮相,车企纷纷晒出装车计划。孚能的330 Wh/kg,送样戴姆勒奔驰;国轩的360 Wh/kg,牵手高合;清陶的368 Wh/kg,绑定上汽等。然而,产品发布会、签约仪式不断,量产售卖却迟迟不见。新闻标题无奈,也逐渐从“2022年,固态电池量产元年”过渡到了“固态电池,路向何方”。

那半固态电池的产业落地,到底是什么环节出了问题呢?

笔者认为可能最主要是以下两点:(一)电芯厂/主机厂对高能量密度电芯的过分追求,(二)消费市场对低成本电芯的过分期待

首先,半固态电池是将固态电解质与液态电解液混合使用、减少液态电解液使用量的电池,固态电解质的引入方式多样化,包括掺混/涂覆在正负极极片中、涂覆在隔膜表面、原位聚合等。根据笔者理解,固态电解质最主要的功能是提高电池的安全性,改善循环稳定性,但在现有量产应用的正负极材料体系下,对倍率性能、能量密度的提升应该是起负作用的

现有量产的动力电芯,最高能量密度是~280 Wh/kg,而上述提及的半固态电池纷纷在330 Wh/kg以上,提升至少25%。要知道,此前十年间电芯能量密度都是一步一脚印 走出来的,从未迈过这么大的步子。回到电芯设计上,在不考虑使用金属锂负极的情况下,半固态电池要想实现如此高的能量密度,无非就是高镍正极、高硅负极、补锂技术的导入,这三都是难啃的骨头。

NCM811已经投入市场约4年时间,材料厂/电芯厂们自视掌握了其“核心要素”,开始挑战9系高镍(这就是实现360的关键),似乎处处碰壁,产气在耳边嗡嗡作响,也许这也是电芯头牌企业发展低镍高压材料的理由。

深入接触过几位硅碳或者硅氧碳的制备合成专家,适用于动力电池的硅材料依旧是个未知数,或者说是待改进。笔者一直认为在消费电子电池市场,硅基材料已经渗透,然而事实可能并不是如此,某米的电池硅含量很低(纯属噱头),其他友商并非跟进使用。

从2010年到2021年,锂离子电池的成本快速下降,彻底惯坏了消费市场,半固态电池所用的固态电解质粉末数千块钱1公斤,LLZO-4800元,LATP-2000元,补锂过程对操作环境的严格要求、对操作工艺增加难度等,这些无疑都将带来电芯生产成本的提高。

《华为公司的核心价值观》中,文章起始内容的下一句便是,“超前太多的技术,当然也是人类的瑰宝,但必须牺牲自己来完成”。

站得越高,确实能够望得更远,却可能守不住半山腰的堡垒,替别人开路,切莫让宝岛台湾的辉能科技以295-330 Wh/kg产品偷了“塔”。

纯属个人看法,不代表任何组织。时间有限,篇幅有限,能力有限,望多批评。

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