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固态电池与纯电动汽车的未来

2019-11-11 09:03:54


与时间赛跑的技术研发

固态电池作为有望替代当前锂离子电池的“新一代”电池技术,除了相关机构与供应商发力研究外,各大车企也早把目光锁定在了该技术上,甚至可以说固态电池的投产,与车企电气化布局息息相关。综合海内外各大媒体报道不难发现:

1、作为对固态电池呼声最高的车企,大众集团已向Quantum Scape注资一亿美元用于开发固态电池,并在牵手国内的宁德时代不久后,大众集团首席执行官赫伯特·迪斯称,大众集团将在欧洲建厂生产固态电池,并有望在2024-2025年间实现量产。不过也有外媒认为,大众集团可能在2020年底开始布局固态电池。

2、宝马集团于2017年牵手Soild Power开发固态电池,同时与国内的宁德时代展开合作,布局电气化车型。

3、丰田也是较早着手研发固态电池的车企之一,除了与松下共同发力外,其侧重硫化物固态电解质技术路线也已曝光,且外媒称丰田有望在2022年推出搭载固态电池的车型。聚焦国内,与丰田达成伙伴关系的是宁德时代与比亚迪,“巧合”的是,宁德时代目前在硫化物固态电解质领域已取得初步进展,而比亚迪在2017年申请了一项固态锂电池正极复合材料专利,眼下正推动固态电池迈向商业化。

4、现代集团已投资Ionic Materials用于固态电池研发,而为后者出钱的还有三星和戴森。

5、本田在发力固态电池领域选择的伙伴也是松下,同时该品牌与宁德时代展开了合作,而本田与通用还“官宣”共研“下一代”电池技术,只是除了燃料电池外,尚未透露更多细节。

此外,部分供应商也在推进固态电池领域的研究,从博洛雷、大陆、LG、苹果,到国内的比亚迪、宁德时代、国轩高科、赣锋锂业等,无论是车企借新技术推出全新产品,还是各大供应商争夺未来锂电池市场份额,加速技术研发的同时,从一定程度上说,也是在与时间赛跑。

值得一提的是,我国的初创企业——清陶(昆山)能源发展有限公司,已在昆山部建立了固态电池生产线。该生产线的年产能为100兆瓦时,计划到2020年增加到700兆瓦时。与容量为250-300Wh/kg的新一代锂电池相比,其固态电池的能量密度已经超过了400 Wh/kg。

电池技术会影响到车企电气化布局?

客观地说,相比自主品牌,海外车企在布局纯电车型方面动作较为保守,在笔者看来,需要顾及全球产品进度是原因之一,但部分产品受限于当前电池技术难以实现更优表现,则是更深层原因。

比如,宝马今年7月发布的Mini Cooper SE,270km的最大续航里程让这台小车略显逊色,究其原因,或许与UKL平台给电池包预留的空间较为有限不无关系,可这也折射出目前锂电池仍存在能量密度、体积甚至重量方面的不足之处。

无独有偶,笔者在与宝骏汽车产品负责人交流时,对方认为当前的电池技术,不利于打造纯电小型SUV,相比之下,从紧凑型SUV开始布局纯电车型更加合适。换言之,没有足够大的空间安放电池组,就无法衍生出具有竞争力的产品,至少在续航里程方面如此。

需要说明的是,保时捷Taycan等即将推向市场的车型将支持350kW快充,而高压充电则是对电池、温控系统、充电桩等,车辆自身与配套设施的综合大考。

反观固态电池自身优点,高能量密度、小体积、支持快充,无疑将打消现阶段消费者对续航和补能的焦虑。眼下,部分车企为了加速布局纯电车型,已将自身产品阵营进一步整合,“高销量优先”的同时,能够转型为纯电动的车型才“适者生存”,当然,削减成本集中火力技术攻坚与布局纯电,可能也是产品阵容调整背后的因素。

在看来,伴随电池技术发展,当下视为“不适合转型纯电”或者“非销量主力”的车型有望重回我们视野。重点在于,电池技术也将推动更多品牌迈向纯电。

正如宾利在推出EXP 100 GT概念车的同时,其官方对未来电池技术发展表示乐观,并称其续航里程将达到700km,车身重量或在1900kg以下,且装备相当于目前能量密度的五倍电池,仅需15分钟即可充电80%,而量产版EXP 100 GT的车身会超过全新Flying Spur。

要知道,以该品牌当前产品来看,若推出纯电产品,“控制体重”的工作只在车身材料下功夫是不够的。此外,也有外媒称奥迪或将在2023年推出采用固态电池的全新跑车。从一定程度上说,更先进的电池技术除了会作用于产品层,对标榜自身品牌含金量同样功不可没。