固態(tài)電池成為“新寵兒”，商業(yè)化進(jìn)程搶先看

1.整車企業(yè)布局提速

1.1 豐田固態(tài)電池今年發(fā)布

2月5日消息，豐田汽車表示將在今年推出一款顛覆性的固態(tài)電池，明年將推原型車。該電池可提供500公里續(xù)航，10分鐘內(nèi)就可以從空電充到滿電，并且具有極小的安全隱患。對(duì)于使用傳統(tǒng)鋰離子電池的電動(dòng)汽車而言，該技術(shù)是一種潛在的萬能解決方案，可以極大減少充滿一次電所需的時(shí)間。

1.2 奇瑞布局固態(tài)電池，18億項(xiàng)目落地

2月1日，安瓦新能源與奇瑞汽車的半固態(tài)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目簽約落地。該項(xiàng)目計(jì)劃總投資18億元，是實(shí)現(xiàn)能量密度300-340Wh/Kg的半固態(tài)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。

該項(xiàng)目是奇瑞公司引領(lǐng)未來汽車“新四化”發(fā)展的重要布局，表明奇瑞汽車在固態(tài)電池方面或已有所布局。目前奇瑞汽車電池供應(yīng)商有寧德時(shí)代、鵬輝能源、風(fēng)帆、國(guó)軒高科、捷威動(dòng)力、華鼎國(guó)聯(lián)等。

1.3 比亞迪多項(xiàng)專利曝光，布局全固態(tài)電池

1月底有消息出，比亞迪獲得了283項(xiàng)專利授權(quán)，涉及固態(tài)電池、電池?zé)峁芾?、輪轂電機(jī)等相關(guān)技術(shù)。其中一項(xiàng)“全固態(tài)電解質(zhì)及組合物與電極和全固態(tài)鋰離子電池”的專利中提到比亞迪的全固態(tài)電解質(zhì)屬于氧化物全固態(tài)電解質(zhì)，并且比亞迪通過自己的專利技術(shù)提高了其導(dǎo)電率和力學(xué)強(qiáng)度，從而使得全固態(tài)電池具有優(yōu)異的電池循環(huán)性能和高倍率充放電性能，該專利主要涉及全固態(tài)電解質(zhì)及組合物與電極材料的制備方法。

1.4 蔚來發(fā)布360Wh/kg全新固態(tài)電池

1月9日，蔚來汽車在國(guó)內(nèi)率先發(fā)布了一款單體能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池包產(chǎn)品。該產(chǎn)品重點(diǎn)包含三大技術(shù)創(chuàng)新：原位固化固液電解質(zhì)、無機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極和納米級(jí)包覆超高鎳正極。蔚來表示，該產(chǎn)品將于2022年第四季度上市，并且是選配產(chǎn)品。電池供應(yīng)商可能來自寧德時(shí)代、清陶能源、輝能科技及衛(wèi)藍(lán)新能源中的一家或幾家。

除此之外，固態(tài)電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的商業(yè)化速度越來越快，大眾、寶馬、奔馳、福特等主流整車企業(yè)同樣在加速布局。大眾2020年向斯坦福大學(xué)研發(fā)固態(tài)電池的衍生企業(yè)QuantumScape追加2億美元投資；寶馬集團(tuán)與Solid Power合作，共同開發(fā)Solid Power的下一代電動(dòng)汽車用固態(tài)電池；奔馳將在城市電動(dòng)公交車—eCitaro G上率先搭載固態(tài)電池，該車成為同類產(chǎn)品中首款配備創(chuàng)新型固態(tài)電池的公交車；福特汽車支持的電池初創(chuàng)公司Solid Power表示，它有望在2022年初開始測(cè)試用于汽車生產(chǎn)的固態(tài)電池。

2.多家固態(tài)電池企業(yè)產(chǎn)業(yè)化追蹤

2.1 寧德時(shí)代公布兩種固態(tài)電池專利情況

2021年1月，寧德時(shí)代公開兩種固態(tài)電池相關(guān)專利—“一種固態(tài)電解質(zhì)的制備方法”“一種硫化物固態(tài)電解質(zhì)片及其制備方法”。其中“一種固態(tài)電解質(zhì)的制備方法”專利提到在本申請(qǐng)所提供的制備方法中，制得的硫化物固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率得到顯著提升，從而也利于全固態(tài)電池的能量密度的發(fā)揮。

2.2 QuantumScape四階段推動(dòng)固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn)

2020年11月， QuantumScape在紐交所上市。QuantumScape在固態(tài)電池方面目前已經(jīng)完成了技術(shù)準(zhǔn)備，開始為大規(guī)模量產(chǎn)做準(zhǔn)備，整個(gè)計(jì)劃包括四個(gè)階段，分別為：1）產(chǎn)品驗(yàn)證：2021/2022年完成產(chǎn)品的開發(fā)與驗(yàn)證，2022/2023完成整車的樣品測(cè)試；2）1GWh試制線（QS-1）：2023年1GWh的試制線完成，初期（2024年）產(chǎn)能0.25GWh，隨后（2025年），產(chǎn)能爬坡至0.75 GWh，最后于2026年達(dá)到1G Wh的產(chǎn)能；3）20GWh產(chǎn)線（QS-1）：2025年產(chǎn)線建設(shè)完成并SOP，初期（2026年）產(chǎn)能5 GWh，隨后（2027年），產(chǎn)能至15 GWh，最后于2028年產(chǎn)能達(dá)到20 GWh；4）70GWh產(chǎn)線（QS-2）：2026年產(chǎn)線完成，次年產(chǎn)能30 GWh，2028年產(chǎn)能達(dá)70GWh。

2.3 輝能加速固態(tài)電池量產(chǎn)步伐

輝能按照計(jì)劃將于2021年完1GWh（準(zhǔn)固態(tài)電池）產(chǎn)線建設(shè)，2023年全固態(tài)鋰金屬電池量試產(chǎn)，2024年量產(chǎn)。3月4日消息，輝能與越南最大私人集團(tuán)Vingroup所成立的汽車子公司、也是越南第一個(gè)本土汽車品牌——Vinfast簽署合作備忘錄，雙方將成立合資公司（JV），共同加速在越南當(dāng)?shù)氐墓虘B(tài)電池商業(yè)化腳步。

2.4 多家固態(tài)電池企業(yè)產(chǎn)業(yè)化追蹤

2020年以來，輝能、星盈、衛(wèi)藍(lán)、SES、Quantumscape等國(guó)內(nèi)外固態(tài)電池企業(yè)不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，并在產(chǎn)能規(guī)劃、裝車配套及融資等多領(lǐng)域加速布局，提前搶占固態(tài)電池市場(chǎng)高地，其中輝能和Quantumscape固態(tài)電池領(lǐng)域成果較為顯著。

3.小結(jié)

目前，固態(tài)電池基于其更高的能量密度、更大的放電倍率，以及更長(zhǎng)的循環(huán)壽命受到廣泛關(guān)注，固態(tài)電池技術(shù)一旦成功量產(chǎn)并裝備在新車上，困擾不少電動(dòng)車主的續(xù)航問題也將有所緩解。然而在量產(chǎn)之前前，固態(tài)電池發(fā)展依然面臨幾大難題：

1.成本問題：固態(tài)電解質(zhì)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和原相回收問題以及電池包設(shè)計(jì)問題（冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)）等成本方面亟待解決。

2.能量密度問題：電解質(zhì)材料密度影響能量密度，電池芯，高克電容量的活性材料選擇可能帶來提升成本的矛盾；電池包的密度設(shè)計(jì)可能降低安全性等。

3.基礎(chǔ)接口問題：接口基本內(nèi)阻問題，影響電芯快充/快放、循環(huán)壽命、高低溫等基本電性表現(xiàn)。

基于目前存在的一系列問題，多企業(yè)也在加速相關(guān)的技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新。目前，全球范圍內(nèi)約有50多家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和高校科研院所致力于固態(tài)電池技術(shù)，固態(tài)電池尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，但業(yè)界消息表示：對(duì)于固態(tài)電池的商用時(shí)間，大部分企業(yè)認(rèn)為將在2025年。