為了打破中國在新能源汽車產業的領先優勢,歐美日韓紛紛抄起了中國作業,試圖擺脫對中國製造和中國電池的依賴。
在過去的一年裡,拜登政府推出了1740億美元的電動汽車扶持計劃,學中國搞起了購車補貼,建設充電樁以及電池工廠,刺激美國落後的電池產業,甚至將發展新能源汽車產業升級為美國國家戰略,目標直指2030年,美國新能源汽車銷量達到50%的佔比,並且關鍵零部件必須是“美國製造”。而歐盟也打破了所謂的“公平市場”和“競爭政策”的約束,國家和企業抱團,組建了歐洲電池聯盟,正在建設和已經建好的超級電池工廠高達38個,在利益面前,歐美國家一貫標榜的自由競爭和公平市場如同古代窗戶的紙,一捅就破。
新能源汽車競爭的核心,在於鋰電池,目前,中國確實在鋰電池產業取得了領先優勢,湧現出了寧德時代,比亞迪等龍頭企業,但是還不能高興得太早,鋰電池的技術之爭遠遠沒有塵埃落定,隨著各大廠商的持續發力,鋰電池的下一個風口越來越清晰了,歐美日韓甚至老鄰居印度還有一次彎道超車的機會,這個彎道就是固態電池。那麼,什麼是固態電池,為什麼業內有人說,固態電池的普及之日,就是燃油車退出歷史舞臺之時?我國新能源電池產業還能保持領先優勢嗎?
這是波普兄弟《科技突圍》系列的第九期,這期要為大家解讀的詞條是固態電池。
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主流電池的痛點
2021年底蔚來汽車CEO李斌發表了一段充滿爭議的話,他說:“不理解為什麼現在還有人買油車,除了能聞汽油味, 實在想不到有什麼好的”。這番言論馬上引發了網友們的怒懟。
另外,新能源汽車專用保險上線後,各地電動車的保費普遍上漲,特斯拉Modle Y車型甚至漲到了1萬四千多,省下來的油錢還不夠交保險。電動汽車現在還有哪些硬傷?冬天續航里程急劇衰減,在寒冬測試中,主流電動車續航基本不超過300公里,而到了夏天,又有可能存在自燃自爆的潛在危險,為什麼會這樣呢?說到底還是電池技術的問題。
目前主流的電池是鋰離子電池,也可以叫做液態電池,它的原理很簡單,就是透過鋰離子在正極和負極之間的電解液中來回移動來實現充放電的過程,但是這些電解液存在固有的缺陷,那就是高溫下比較易燃,電池在反覆充放電過程中,鋰金屬可能會在電解液中生成鋰枝晶,如果這些鋰枝晶瘋狂生長,刺破隔膜,就會造成漏液接著引發電池短路,最後電池將可能會高溫自燃。而另一方面,冬季低溫狀態下電解液又會變得粘稠,鋰離子來回移動的速度大大降低,電池活性下降,因此對外表現為電動車續航里程衰減。
固態電池,下一個風口?
固態電池就是為了解決這些問題而誕生的,它的思路是用氧化物等固體材料代替電解液,這樣就不存在電池漏液自燃的缺陷,並且由於電解質是固體,它的續航里程會是一個長期穩定的資料,不會因為天氣變化或者充放電次數過多而造成容量下降。
更令人興奮的是,相比於液態鋰電池,它還有一個決定性的優勢,那就是高能量密度。液態鋰電池的能量密度理論上不超過300Wh/kg(300瓦時每公斤),比亞迪的刀片電池也只做到了140,而固態電池的能量密度可以突破500Wh/kg,遠遠超出了液態鋰電池,這樣,使用固態電池的電動車續航里程就可以媲美傳統燃油車。
總的來說,固態電池高安全性,高續航里程,怪不得業內有人放話說,固態電池的普及之日,就是燃油車退出歷史舞臺之時。不知道你們是怎麼想的,反正在固態電池普及之前,波普兄弟是不會選擇入手純電動車的,倒不是因為怕不安全,主要是因為沒錢。扯遠了哈。
固態電池,全球鬥法
雖然固態電池還沒有正式商業化,但是各國企業已經瞄準了這個趨勢,下一個十年將可能是固態電池全面爆發的階段。需要指出的是,目前歐美日韓相關企業在固態電池的研發上是處於領先地位的,我國雖然在主流液態電池領域佔據市場優勢,但一不小心可能會被彎道超車。
美國方面,大眾集團投資3億美元與美國固態電池公司量子科技(QuantumScape)展開合作,計劃2025年實現量產,而寶馬也與美國固態電池公司SolidPower展開了合作,計劃2030年量產裝車;德國方面,戴姆勒也開始建設歐洲最大規模的電池工廠, 這些企業的技術大都是源自頂尖高校的研究成果,非常具有競爭力。而最不容忽視的是日本,日本是最早研發固態電池且技術最成熟的國家,其中,日本豐田已經推出了全固態鋰電池技術,能量密度高達400Wh/kg,接近比亞迪刀片電池的3倍。別忘了,世界上第一款商業化的鋰電池是日本索尼推出的,世界上第一輛電動汽車用的是日本松下的鋰電池,中國電池產業雖然在近幾年力壓日本後來居上,但下一代電池的佈局目前來看沒有明顯優勢。
作為全球鋰電池的龍頭企業,寧德時代雖然也在研發固態電池,但是還沒有具體計劃公佈,目前只知道寧德時代在研究的固態電池能量密度為300Wh/kg,雖然製作出了樣品,但商業化量產要等到2030年後才能實現。另外,我國北汽,蔚來等企業也在研究固態電池,但整體上還處在各自為謀的階段,沒有一個統籌計劃來整體推動,而日本卻有細緻的計劃,明確的分工,相比之下,按照中科院院士歐陽明高的說法,我國的固態電池研發要落後日本5年左右。辛苦打拼下來的產業優勢能否保持下來一切還是未知數。
厚積薄發
但是大家也不用灰心,回顧一下我國的電池產業是怎麼崛起的:
2008年,特斯拉綁上松下的三元鋰電池推出了世界上第一款電動車,成為第一個吃螃蟹的人,但比亞迪瞄準了特斯拉電池自燃事故的痛點,推出了安全性更高的磷酸鐵鋰電池,迎來了井噴式的發展,接著寧德時代僅用了2年就一舉超越松下,成為了電池行業的龍頭,按照寧德時代董事長曾毓群的說法,我們不是黑馬,我們是厚積薄發。
確實,我們雖然不是鋰電池的開創者,但在過去幾十年的工業化發展中,中國已經積累了完善的生產鏈條和大量的高素質工程技術人才,在成果轉化上有著明顯的全球優勢,即使在下一代固態電池的競爭中我們稍微落後,相信也會有扭轉局勢重回巔峰的底氣,我們要做的,就是穩紮穩打,厚積薄發。加油吧,中國企業!
看完,你覺得我國企業能在下一代電池競爭中繼續保持領先優勢嗎?在固態電池出來之前,你會選擇純電汽車嗎?歡迎在評論區留言與我們交流,關注我,在這裡瞭解中國未來科技的每一步。