固态電(diàn)池，陡然生(shēng)變

蔚來(lái)首款轎車(chē)ET7的推出，卻意外讓固态電(diàn)池成了香饽饽。

1月9日，在蔚來(lái)舉辦的“2020 NIO Day”上(shàng)，除了号稱是“目前最先進技(jì)術(shù)集成”的ET7正式亮相之外，還(hái)宣布将在2022年第四季度裝備150kWh的固态電(diàn)池。該固态電(diàn)池可(kě)實現360Wh/kg超高(gāo)能量密度，将續航裏程提升至1000公裏。

面對外界對固态電(diàn)池供應商的諸多(duō)猜測，蔚來(lái)創始人(rén)李斌表示，蔚來(lái)汽車(chē)與固态電(diàn)池供應商之間(jiān)有(yǒu)着非常緊密的合作(zuò)關系，且肯定是業內(nèi)最領先的公司，“但(dàn)現在還(hái)不方便提。”

從李斌的隻言片語中，外界猜想這家(jiā)固态電(diàn)池供應商很(hěn)可(kě)能是甯德時(shí)代，但(dàn)據「鞭牛士」了解，蔚來(lái)ET7的固态電(diàn)池供應商并非甯德時(shí)代，而是中國科學院物理(lǐ)研究所旗下的産業化平台北京衛藍(lán)新能源科技(jì)有(yǒu)限公司。

無論是甯德時(shí)代還(hái)是北京衛藍(lán)，一個(gè)來(lái)自車(chē)企與車(chē)主的共識早已達成——如果把新能源汽車(chē)看作(zuò)是一場(chǎng)動力變革，那(nà)麽固态電(diàn)池的出現，無疑是這場(chǎng)變革中一個(gè)裏程碑式的跨越。

“新能源汽車(chē)發展至今面臨的大(dà)部分問題，比如裏程焦慮、安全等，固态電(diàn)池都可(kě)以完美解決。”一位供職于某新能源車(chē)企的員工楊林凱告訴「鞭牛士」，“可(kě)以這麽說，固态電(diàn)池的出現，基本掃清了新能源汽車(chē)發展過程當中最大(dà)的阻礙，固态電(diàn)池絕不隻是一個(gè)噱頭，而是下一代高(gāo)性能動力電(diàn)池的技(jì)術(shù)制(zhì)高(gāo)點。”

行(xíng)業格局陡然生(shēng)變

對于國産新能源車(chē)企來(lái)說，剛剛過去的2020年是極具轉折性的一年，補貼全面退坡、“雙積分”接棒、外資品牌殺入國內(nèi)市場(chǎng)，新能源車(chē)企也因此被迫走出“溫室”，應對殘酷的叢林法則。

戰火(huǒ)順着新能源汽車(chē)供應鏈，一直燒到了動力電(diàn)池領域。

動力電(diàn)池是新能源汽車(chē)的“心髒”，占整車(chē)成本的30%至40%，也正因如此，動力電(diàn)池産業一度被認為(wèi)是汽車(chē)工業下一個(gè)時(shí)代的突破點，然而随着政策降溫、外資品牌卷土重來(lái)，動力電(diàn)池行(xíng)業也面臨着和(hé)新能源汽車(chē)行(xíng)業一樣的嚴峻挑戰。

“目前來(lái)看，動力電(diàn)池行(xíng)業确實迎來(lái)了新的變數(shù)，比亞迪的開(kāi)放，日韓的回歸，以及被看好的幾家(jiā)電(diàn)池供應商如欣旺達、億緯锂能、中航锂電(diàn)等等，這些(xiē)都會(huì)是變量。”楊林凱說道(dào)。

一家(jiā)動力電(diàn)池企業實力究竟如何，最直觀的數(shù)據體(tǐ)現在裝機量上(shàng)。

1月13日，韓國市場(chǎng)研究機構SNE Research公布了2020年全球動力電(diàn)池市場(chǎng)相關數(shù)據。數(shù)據顯示，2020年全球動力電(diàn)池在電(diàn)動車(chē)上(shàng)的裝機量達137GWh，同比增長17%，其中甯德時(shí)代連續第4年奪得(de)冠軍位置，全年裝機量達34GWh，同比增長2%。

而作(zuò)為(wèi)全球第一的甯德時(shí)代，在中國動力電(diàn)池市場(chǎng)進入開(kāi)放式競争格局後，自然會(huì)首先遭受到沖擊。

早在2015年，由于無法進入《汽車(chē)動力蓄電(diàn)池行(xíng)業規範條件》（業內(nèi)俗稱白名單），作(zuò)為(wèi)外資車(chē)企全球供應商的日韓動力電(diàn)池企業在華布局受阻。因此，無論是外資車(chē)企還(hái)是國産新能源車(chē)企，都隻能使用國産動力電(diàn)池。

2019年6月24日，工信部官網發布文件稱，決定廢止《汽車(chē)動力蓄電(diàn)池行(xíng)業規範條件》，相關部門(mén)将于2020年徹底取消對新能源汽車(chē)行(xíng)業的補貼政策。

實際上(shàng)，對于中國市場(chǎng)這塊肥肉，外資動力電(diàn)池企業早已蠢蠢欲動。2018年以來(lái)，日韓動力電(diàn)池企業如三星SDI、LG化學、SKI等開(kāi)始加速“反撲”中國市場(chǎng)，擴建動力電(diàn)池産能，背後的野心不言而喻，其中，SKI與天齊锂業簽訂供貨合同，收購了電(diàn)池材料企業靈寶華鑫；LG化學與華友(yǒu)钴業合資；三星SDI在2018年年底重啓西安電(diàn)池項目；松下則計(jì)劃斥資數(shù)億美元，在其位于中國的電(diàn)池工廠部署兩條新生(shēng)産線，這兩條新生(shēng)産線将使松下在中國的電(diàn)池産能增加80%。

據不完全統計(jì)，僅松下、SKI、LG化學、三星SDI四家(jiā)企業，近一年在華投資動力電(diàn)池産業的總額已超過500億元，在全球動力電(diàn)池企業投資總額中，有(yǒu)超過40%針對中國市場(chǎng)。

攻勢最猛的是LG化學，由于特斯拉上(shàng)海超級工廠生(shēng)産的Model 3系列使用的是LG化學的電(diàn)池，因此不僅帶動了LG化學飛速增長，也使得(de)甯德時(shí)代遭受阻擊。2020年第一季度，原來(lái)排名第三的LG化學一舉超越甯德時(shí)代，成為(wèi)全球市占率第一的動力電(diàn)池廠商。

外資巨頭虎視(shì)眈眈，伺機回歸，國內(nèi)動力電(diàn)池企業比亞迪也坐(zuò)不住了。

自2017年動力電(diàn)池龍頭老大(dà)的位子被甯德時(shí)代搶走之後，比亞迪才幡然醒悟，在改變了自産自銷的封閉局面後，比亞迪已和(hé)長安汽車(chē)等多(duō)家(jiā)主機廠建立戰略合作(zuò)關系。

2018年10月，比亞迪董事長兼總裁王傳福曾透露，在全面開(kāi)放的大(dà)戰略下，比亞迪電(diàn)池的獨立拆分已提上(shàng)日程，并預計(jì)将在2022年左右進行(xíng)IPO。

2020年3月，比亞迪推出了磷酸鐵(tiě)锂的“刀片電(diàn)池”，該電(diàn)池的優勢在于體(tǐ)積能量密度提升30%以上(shàng)，物料與人(rén)工成本等下降30%左右，而且散熱性能更好。王傳福聲稱：刀片電(diàn)池将引領全球動力電(diàn)池技(jì)術(shù)路線重回正道(dào)，“把‘自燃’這個(gè)詞從新能源汽車(chē)的字典裏徹底抹掉。”

事實上(shàng)，刀片電(diàn)池更多(duō)是對電(diàn)池生(shēng)産和(hé)加工工藝做(zuò)了改進，并未對材料及技(jì)術(shù)上(shàng)進行(xíng)突破性革新。“目前電(diàn)動汽車(chē)通(tōng)常使用的三元锂電(diàn)池與磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池，兩者都屬于锂離子電(diàn)池，不過，锂離子的電(diàn)池能量密度很(hěn)難得(de)以進一步提升。”楊林凱告訴「鞭牛士」，“目前能量密度最高(gāo)的锂電(diàn)池為(wèi)260Wh/kg，業內(nèi)普遍認為(wèi)锂離子電(diàn)池能量密度已經接近極限，很(hěn)難突破300Wh/kg。”

相較于傳統锂離子電(diàn)池，固态電(diàn)池具備能量密度更高(gāo)、安全性更好、體(tǐ)積更小(xiǎo)等諸多(duō)優勢，被業界認為(wèi)是動力電(diàn)池的終極發展方向。

“哪怕甯德時(shí)代依舊(jiù)獨占鳌頭，但(dàn)在不具備突出技(jì)術(shù)優勢的情況下，還(hái)是很(hěn)難在群狼口中獨占半壁江山(shān)，因此固态電(diàn)池将是關鍵一戰。”楊林凱說道(dào)，“2021年，基于固态電(diàn)池的卡位戰将會(huì)在各大(dà)動力電(diàn)池企業間(jiān)打響。”

固态電(diàn)池或成分水(shuǐ)嶺

被認為(wèi)是動力電(diàn)池終極發展方向的固态電(diàn)池，究竟是一種什麽樣的技(jì)術(shù)呢？

簡單來(lái)說，固态電(diàn)池就是将現有(yǒu)電(diàn)池體(tǐ)系中的液态電(diàn)解質，完全替換為(wèi)固态電(diàn)解質。

在中國科學院物理(lǐ)研究所李泓博士看來(lái)，固态電(diàn)解質是一種通(tōng)用型策略，一旦開(kāi)發成功，再搭配不同的正負極材料，能滿足消費類電(diàn)子、無人(rén)機、動力儲能、航空(kōng)航天、軌道(dào)交通(tōng)等諸多(duō)領域的需求。

固态電(diàn)解質的“全能”特性，源于其具有(yǒu)高(gāo)溫下穩定、不易燃的理(lǐ)化特性，而且其機械結構也能抑制(zhì)锂枝晶生(shēng)長，避免其刺穿隔膜造成電(diàn)池短(duǎn)路，同時(shí)，常規液态電(diàn)解質高(gāo)壓之下易氧化的特點對于固态電(diàn)解質而言也不複存在，因此固态電(diàn)池具備更高(gāo)的能量密度、更大(dà)的放電(diàn)倍率，以及更長的循環壽命。

而這些(xiē)技(jì)術(shù)優勢，決定了固态電(diàn)池将會(huì)是未來(lái)十年內(nèi)最适合電(diàn)動汽車(chē)的動力電(diàn)池——自新能源汽車(chē)問世以來(lái)，關于自燃的現象就一直沒有(yǒu)停止過，而新能源汽車(chē)自燃的原因不外乎锂電(diàn)池內(nèi)部發生(shēng)短(duǎn)路後熱失控，具有(yǒu)易燃特點的電(diàn)解液“火(huǒ)上(shàng)澆油”所緻。

2020年，我國共實施汽車(chē)召回199次，涉及汽車(chē)678.23萬輛(liàng)，其中新能源汽車(chē)召回31次，在新能源汽車(chē)召回中，動力電(diàn)池可(kě)能存在熱失控和(hé)自燃等安全隐患仍然是新能源汽車(chē)召回的主要原因。相比之下，固态電(diàn)解質最大(dà)的特點就是不易燃燒，從而在根本上(shàng)改善新能源汽車(chē)的安全性。

最先實現固态電(diàn)池技(jì)術(shù)突破的是豐田。在2019年10月的東京車(chē)展上(shàng)，豐田曾表示将在2020年實現固态電(diàn)池裝車(chē)，随後豐田宣布将在2025年之前量産固态電(diàn)池。據豐田透露，這種電(diàn)池能量密度是锂電(diàn)池的2倍以上(shàng)，電(diàn)池裏沒有(yǒu)氣體(tǐ)和(hé)液體(tǐ)存在，所以更輕也更安全。

與此同時(shí)，北汽新能源也宣布完成對首台搭載固态電(diàn)池系統的純電(diàn)動樣車(chē)的調試。2020年初，北汽新能源發布了“2029計(jì)劃”，其中包括未來(lái)十年的電(diàn)池規劃——以锂離子電(diàn)池、固态電(diàn)池、燃料電(diàn)池“三位一體(tǐ)”的能源驅動系統構建多(duō)元化能源體(tǐ)系。

在楊林凱看來(lái)，誰能搶先實現固态電(diàn)池技(jì)術(shù)的商用，誰就能搶下未來(lái)十年內(nèi)新能源産業發展的先機，“當下，甯德時(shí)代、國軒高(gāo)科、億緯锂能等企業紛紛湧入固态電(diàn)池領域，試圖在固态電(diàn)池技(jì)術(shù)尚未成熟之前完成卡位，而一旦有(yǒu)了颠覆性的技(jì)術(shù)突破，就意味着動力電(diàn)池市場(chǎng)進入了洗牌期，因此，固态電(diàn)池很(hěn)可(kě)能會(huì)成為(wèi)一道(dào)行(xíng)業中的分水(shuǐ)嶺。”

商業化進展不順

盡管固态電(diàn)池有(yǒu)着種種優勢，但(dàn)其商業化的進展并不順利，一個(gè)難以突破的技(jì)術(shù)難題是固體(tǐ)電(diàn)池的充放電(diàn)效率很(hěn)低(dī)。

由于固态電(diàn)解質電(diàn)導率比液體(tǐ)電(diàn)解質低(dī)10倍以上(shàng)，導緻固态電(diàn)池無法實現快充，同時(shí)放電(diàn)性能也極差，這也就意味着，當汽車(chē)需要高(gāo)功率電(diàn)力輸出時(shí)，電(diàn)池組會(huì)出現供電(diàn)不足的情況，而且由于導電(diàn)率差，電(diàn)量實際轉化為(wèi)可(kě)用電(diàn)量的效率也會(huì)很(hěn)低(dī)。

解決上(shàng)述技(jì)術(shù)難題的關鍵在于，如何找到高(gāo)電(diàn)導率的固态電(diàn)解質。近兩年，随着硫化物固态電(diàn)解質的應用，這一問題雖然得(de)以逐步解決，但(dàn)固态電(diàn)池商業化的進展仍然不太順利。

2017年，菲斯克、豐田等車(chē)企曾大(dà)肆吹鼓固态電(diàn)池技(jì)術(shù)，但(dàn)其量産車(chē)型落地時(shí)間(jiān)卻一推再推。2020年3月，哪吒汽車(chē)發布了一款搭載固态電(diàn)池的新車(chē)型哪吒U，據哪吒汽車(chē)透露，哪吒U計(jì)劃于去年10月份申報工信部公告，年底前量産500台。然而截至目前，500台哪吒固态電(diàn)池汽車(chē)仍不見蹤影(yǐng)。

“除了技(jì)術(shù)難題，固态電(diàn)池制(zhì)作(zuò)工藝複雜、批量化生(shēng)産的效率較低(dī)，導緻生(shēng)産成本過高(gāo)，蔚來(lái)此次發布的固态電(diàn)池，實則是半固态電(diàn)池。”楊林凱說道(dào)，“半固态電(diàn)池同樣要用到隔膜和(hé)電(diàn)解液，隻是電(diàn)解液的用量會(huì)少(shǎo)一些(xiē)。”

在ET7發布後，李斌也表示此次發布的固态電(diàn)池仍帶有(yǒu)電(diàn)解液，全固态電(diàn)池的量産還(hái)是很(hěn)遠的事情。

“在現有(yǒu)技(jì)術(shù)條件下，固态電(diàn)池的發展路徑需要從半固态逐漸過渡到全固态電(diàn)池。技(jì)術(shù)進步是一個(gè)日積月累的過程，即便是蔚來(lái)所采用的半固态電(diàn)池，實現量産仍有(yǒu)難度。”楊林凱認為(wèi)固态電(diàn)池産業化仍然需要時(shí)間(jiān)，“業內(nèi)普遍認為(wèi)，到2025年半固态電(diàn)池或許能得(de)到大(dà)規模商用，而全固态電(diàn)池至少(shǎo)要等到10年以後。”

盡管如此，以甯德時(shí)代為(wèi)首的動力電(diàn)池企業仍在争分奪秒(miǎo)地實現技(jì)術(shù)突破，對整個(gè)動力電(diàn)池行(xíng)業而言，固态電(diàn)池是下半場(chǎng)戰事的必争高(gāo)地，變局已經在悄悄醞釀，新一輪電(diàn)池技(jì)術(shù)革命即将到來(lái)。

（注：應受訪者要求，楊林凱為(wèi)化名。）

本文作(zuò)者張宇，由投資界合作(zuò)夥伴微信公衆号：鞭牛士授權發布，文章版權歸原作(zuò)者及原出處所有(yǒu)，轉載請(qǐng)聯系原出處。