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过了大众汽车测试,固态电池再喊“狼来了”

[2024-01-10 11:15:28] 编辑:志说四方 点击量:36
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导读:固态电池再起风波。1月5日,美股固态电池妖股QuantumScape疯涨43.09%。原因是在此之前,大众宣布QS的固态电池产品通过PowerCo的耐久性测试,"实现了1000多次充电循环,容量仍超过95%。"这个成绩的确惊人。就当下成熟的三元锂电池而言,通常也只能 .....

固态电池再起风波。1 月 5 日,美股固态电池妖股 QuantumScape疯涨 43.09%。

原因是在此之前,大众宣布 QS 的固态电池产品通过 PowerCo的耐久性测试," 实现了 1000 多次充电循环,容量仍超过 95%。"

这个成绩的确惊人。就当下成熟的三元锂电池而言,通常也只能做到充放电循环 800-1200 次之后,衰减 20%。这也是 QuantumScape 股价提振的原因。

就在 QS 股价暴涨两天前,日本电池企业麦克赛尔也宣称开发出了圆柱形全固态电池,容量可以达到 200 毫安时,样品最早于 2024 年 1 月出货。

固态电池又一次站上风口浪尖,即便是跌跌不休的 A 股市场,固态电池板块也在 1 月 6 日迎来了大涨潮,相关概念股纷纷飘红涨停。

固态电池作为下一代电池技术,其续航里程可以轻松超过千公里,并且充电倍率、循环寿命等都可以对现有产品形成全面碾压。

更重要的是,液态电池与固态电池最大的区别是使用液态电解质还是固态电解质。常规的液态电解质可燃性极高,只要开始燃烧基本没有停止的可能。而固态电解质将电解液取代,彻底解决了易燃的问题,因此固态电池也被视为电池安全的最高水平。

当下,动力电池也已经随着锂价下跌、产能过剩与价格战等多重因素,回归到比拼制造业最根本的逻辑,成本与规模。电动化技术的突破已经出现明显的节奏放缓,电池技术的微调已经不能成为车企的主要卖点。

行业需要新的故事来提振士气,固态电池这样一种几乎毫无短板,且可以带来颠覆性变化的电池技术,自然义不容辞。

从蔚来发布 150 度半固态电池包,到丰田宣布 2027 年量产固态电池,再到今天 QS 的产品通过大众耐久性测试,固态电池的消息一番接着一番,但 " 狼来了 " 的故事,终究会引起市场与行业的疲惫。

QuantumScape" 虚惊一场 "

想理解故事始末,要先从 QuantumScape 这家公司说起。

只专注于固态电池技术研发的 QS 成立于 2010 年,比宁德时代还早上一年。经历了多轮融资后,大众成为该公司第一大股东。

2020 年,QS 通过 SPAC 在美股上市,市值最高峰超过 477 亿美元,比目前理想汽车的美股市值还要高出近百亿美元。

但 36 氪 PowerOn 梳理发现,成立十三年来,QS 并没有任何一种可以在电动汽车上销售的产品问世。

本次引起 QS 股价暴涨 43% 的消息来自于大众官网,大众宣布,QS 的固态电池第一次通过了 PowerCo的耐久性测试。

原文写到:QS 的固态电池在超过 1000 次充放电循环后,仍能保持 95% 以上的容量。根据不同的车型,这可以让一辆电动汽车行驶超过 50 万公里仍没有明显的电池电量衰减。

PowerCo 首席执行官 Frank Blome 认为," 这是固态电池批量生产道路上的里程碑。" 然而,原文也明确指出,该产品仅为 A 样。

过了大众汽车测试,固态电池再喊“狼来了”

大众官网披露的原文

一般来讲,一款全新电池产品想要量产上车,前期要经历 A 样、B 样、C 样、D 样四个阶段。A 样阶段主要用来验证电芯材料的体系,还处于概念阶段,而 B 样才会开始进行电芯设计,确定电芯的规格、容量、封装形式等,并进入样车进行测试,C 样为小批量生产,D 样为大批量生产。

举个例子,如果一款量产装车的动力电池产品可以看做是一个成年人,那 A 样仅仅是步入小学阶段。

一位固态电池工程师告诉 PowerOn,从 A 样到最终装车,如果有成熟的平台体系会非常快,但如果是全新开发,要综合考虑技术的复杂程度,工程难度等等因素," 花上三到五年也很正常 "。

以理想的 5C 电池作为类比,该电池的开发周期整整三年,这还是基于宁德时代完善的电池配方以及强大的制造体系,在已经十分成熟的液态电池上推陈出新的结果。而全固态电池,其材料、配方、制造等均是全新的环节,量产难度要远远超过 5C 电池,时间跨度也要更长。

如果 A 样的阶段就足以 " 振奋人心 ",押注锂金属路线的美国电池公司 SES AI Corporation ( 以下称 SES ) 早在 2021 年就发布了全球第一个车规级锂金属电池 A 样品,该产品能量密度可以达到 417 Wh/kg,并陆续与现代、通用、本田签署了 A 样联合开发协议。

SES 与 QS 的技术路线大概吻合,都是正极采用高镍三元材料,负极采用锂金属,但区别在于 SES 的目标直指量产,使用了固液混合电解质,而 QS 则坚持使用全固态电解质。

2023 年 12 月 13 日,SES 继续宣布已与三家车企中的一家达成锂金属电池 B 样品协议。SES 的锂金属半固态产品从 A 样到 B 样就已经花费了两年的时间,而在量产上更为困难的全固态电池,显然要走上更长的路。

当然,不可否认 QS 的 A 样产品通过耐久性测试展示出了固态电池最真实的量产进度,这几乎也是行业中唯一一家宣布全固态电池量产具体进度的公司,但这样的进度距离商业化应用,还有太长的路要探索。

固态电池量产之难

动力电池的生产从来都不在朝夕之间。任何一种电池技术想要大规模量产都要迈过三道天堑:稳定的配方,低廉的成本和成熟的制造工艺。

电池的核心技术在于配方,配方决定了电池的能量密度,循环寿命,安全性能等。从电池配方出发,固态电池的技术路线分为三条,氧化物、聚合物、硫化物。三种路线各有优劣,但综合来看,氧化物做的公司最多,硫化物综合性能最好,技术上也最难。

QS 是选择氧化物路线的代表,这一路线的主要问题是氧化物电导率低。大众给出的 QS 固态电池 A 样报告仅说明了循环寿命与容量保持率,对于更多的数据,如倍率性能、能量密度、低温性能、安全性等并未披露。

由于全固态电池的量产难度太大,离我们更近的是北京卫蓝的氧化物半固态电池,该电池已经装在一辆蔚来 ET7 上并且由李斌直播实测了 14 个小时,续航成功超过了 1000 公里。

但即便是半固态电池,成本也让人望而却步。蔚来曾透露,一个 150 度半固态电池包的成本就是一辆 ET5。PowerOn 也了解到,极氪 009 搭载的首款麒麟电池包同样是半固态电池,其电池包价格也 " 比一辆车还贵 "。

由于材料的稀缺性,工艺难度更大,全固态电池的成本比半固态电池还要再上一个层级。一位固态电池公司高管对 PowerOn 说:" 如果不考虑成本,美国橡树岭实验室早就做出了全固态电池,但只能在心脏起搏器这种完全可以承担高溢价的器材上应用。"

即便可以解决配方问题,并且降低了材料成本,制造工艺上的改变同样是量产难关。

与传统的液态电池相比,固态电池的生产工艺需要在极片、电解质、固固界面及封装技术等多方面进行技术突破,生产工艺的难度大大提升。

动力电池制造分为前中后三段工序,前段的涂布决定良率,中段的卷绕 / 叠片决定效率,固态电池的产线并不能完全沿用现有的成熟工艺。

据 PowerOn 了解,固态电池生产中,前段的匀浆、涂布、烘烤都要改动,中段工序的注液没有了,而且只能用叠片," 基本贵的设备都要改动。"

用量产难度更低的 4680 电池对比来看,马斯克自 2020 年提出这一新的技术路线后,对于干法电极与全极耳技术的突破仍然迟迟未能达成,即便是以特斯拉在数个产能地狱中磨练出的工程化能力,仍然未能将理想中的 4680 电池如期量产。

而固态电池所面临的问题,锂金属负极制备、锂枝晶抑制、固固界面问题等等,显然比 4680 还要难上不止一层。4680 所面临最难的干法电极问题,固态电池同样需要面对。

因此,想要大规模量产全固态电池,对于现阶段的电池工艺、材料成本、与制造水平来说,仍是一件难以企及的事情。

但在竞争局势愈发激烈的环境中,车企需要新的故事来支撑消费者对品牌的信心。丰田宣布 2027 年量产全固态电池,广汽埃安的目标更为激进,将量产节点定在了 2026 年。大众适时披露一下固态电池进展来支撑市场预期,也是一种常规手段。

但不披露产品开发节奏,只说量产时间,与只披露节奏,不提及量产时间,都是一样的 " 空谈 "。

随着时间推移,市场对固态电池的技术难度认知度更加清晰,这样一则消息便带来股价疯涨的故事,或许要拿出更多的真材实料。用 " 狼来了 " 制造虚假预期,终究会被无情戳破。

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