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自今年1月蔚來汽車發(fā)布首款150kWh固態(tài)電池，并稱搭載該電池的蔚來ET7轎車續(xù)航將超過1000公里的消息發(fā)布后，固態(tài)電池的關注度就直線上升。臨近年關，這一被視為下一代動力電池發(fā)展方向的技術，又狠狠刷了一波存在感，相關布局企業(yè)不但頻獲資本青睞，同時其量產(chǎn)之路也有實質(zhì)性的進展。
多家固態(tài)電池企業(yè)再獲融資
據(jù)不完全統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)致力于固態(tài)電池技術研發(fā)與應用的車企與動力電池企業(yè)有40多家，其中不少具備實力的企業(yè)都備受資本追捧。近期，國內(nèi)的輝能科技、衛(wèi)藍新能源；國外的Factorial Energy等均被曝出再次收獲了大量的融資。
10月29日，輝能科技宣布完成新一輪融資，融資金額為3.26億美元(約合20.85億元人民幣)，投資方包括春華資本、丹豐資本和軟銀中國。天眼查顯示，這已是輝能科技獲得的第5輪融資。
輝能科技表示，此次融資將主要用于輝能固態(tài)鋰電池量產(chǎn)建設及全球擴產(chǎn)規(guī)劃，旨在促成公司在2023-2025年間于亞洲、歐洲及美國的擴廠建設，以滿足主流車廠對優(yōu)質(zhì)動力電池當?shù)刂圃旌彤數(shù)毓┙o的需求，從而加速為其新能源汽車戰(zhàn)略合作伙伴提供固態(tài)電池解決方案。
據(jù)了解，輝能科技成立于2006年，2013年以來相繼推出了三款固態(tài)鋰電池，并在消費電子領域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。近年來，輝能開始加速在新能源車汽車領域的重點布局。
2019年，輝能科技與蔚來汽車、愛馳等新勢力車企簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。2020年，輝能科技又與一汽簽了框架協(xié)議。據(jù)輝能科技創(chuàng)始人兼CEO楊思枏曾透露，除了一汽之外，還有多家國字頭車企和合資企業(yè)與公司簽訂了框架協(xié)議。“雖然是示范性，但這些車會真實投入到市場當中，每家車企的規(guī)模大概在3000-5000臺。”
11月26日，小米集團、華為等戰(zhàn)略機構(gòu)將投資衛(wèi)藍新能源的消息被放出。據(jù)消息人士透露，華為、小米集團和順為資本在今年8月已經(jīng)簽字決定投資衛(wèi)藍新能源，該項目估值50億人民幣，衛(wèi)藍新能源獲得投資額約5億元。
作為中國科學院物理研究所清潔能源實驗室固態(tài)電池技術的唯一產(chǎn)業(yè)化平臺，衛(wèi)藍新能源是國內(nèi)最早一批實現(xiàn)固態(tài)電池批量生產(chǎn)的企業(yè)。去年8月，衛(wèi)藍新能源在江蘇溧陽的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)示范基地，就已經(jīng)建成了2億瓦時的混合固液固態(tài)動力電池示范生產(chǎn)線。其產(chǎn)出的固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度可達到270Wh/kg，已在工業(yè)類無人機、特種領域已經(jīng)率先實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?。
國外方面，日前有外媒報道，戴姆勒和Stellantis相繼表示將對固態(tài)電池制造商Factorial Energy進行戰(zhàn)略投資，當前Factorial Energy正尋求將其電池技術商業(yè)化。而在此前的一個月，現(xiàn)代和起亞也與Factorial Energy簽訂了合作協(xié)議，共同開發(fā)和測試電動車的電池技術。
據(jù)報道，F(xiàn)actorial的固態(tài)技術已經(jīng)取得了突破性的進展，解決了阻礙消費者大規(guī)模采用電動汽車的關鍵難題：續(xù)航里程和安全性，第一批電池原型可能最早將于明年進行測試。與Factorial Energy達成戰(zhàn)略合作后，奔馳官方稱：“最早在明年進行測試原型電池，五年內(nèi)將固態(tài)電池技術集成到汽車上。”而Stellantis計劃在2026年推出首款固態(tài)電池技術電動車。
除了上述企業(yè)外，清陶能源、贛鋒鋰電、SolidPower、Quantum Scape、24M等國內(nèi)外固態(tài)電池企業(yè)此前均收獲了大筆融資。資本的嗅覺向來是最靈敏的，固態(tài)電池企業(yè)之所以備受青睞，必有其過人之處。
一直以來，提高能量密度與保障安全性是動力電池技術發(fā)展的核心所在。然而對于當下車用動力電池主流產(chǎn)品的液態(tài)鋰離子電池而言，高能量密度和高安全性就像魚與熊掌，想要二者兼得，幾乎不可能。
按照我國《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》提出的目標，到2025年純電動汽車動力電池的能量密度目標為400Wh/kg，2030年目標為500Wh/kg。但受制于現(xiàn)有體系架構(gòu)和關鍵材料影響，液態(tài)鋰離子電池能量密度普遍在240-260Wh/Kg之間，要突破300Wh/kg難度極大。不可否認，經(jīng)過近十年的快速發(fā)展，液態(tài)鋰離子電池在能量密度的提升方面有了一定的進展，但同時也隱藏著不少安全風險。
從電池熱失控的過程中來看，SEI的分解、電極正極與負極的相互作用，都是導致熱失控關鍵的因素。因此，有分析之處，鋰離子電池做不到本質(zhì)安全，其電解液用得越多就越危險，想要改善這一局面就需要導入固態(tài)電解質(zhì)。“固態(tài)電池的出現(xiàn)沖破了高能量密度和高安全性兼得的限制。”蓋世汽車研究院資深分析師說到。與液態(tài)鋰離子電池相比，固態(tài)電池用固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì)和隔膜，具有不可燃、不腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等優(yōu)勢。同時用金屬鋰做負極的固態(tài)電池匹配高電壓正極材料，可以進一步提升能量密度。
半固態(tài)電池量產(chǎn)在即，全固態(tài)還需5-10年
與當下主流的液態(tài)鋰離子動力電池技術相比，固態(tài)電池在安全性和能量密度上的優(yōu)勢毋庸置疑，因此被認為是下一代動力電池的重要發(fā)展方向。不過，該技術想要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還面臨著非常多的問題需要解決，如固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率較低、固固接觸界面的阻抗上升等。
考慮到固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)面臨的諸多現(xiàn)實困難，以及新能源汽車對高安全、高能量密度動力電池的迫切需求，作為折中方案，行業(yè)將固液混合電池作為固態(tài)電池發(fā)展的過渡方案。
顧名思義，固液混合電池是一種介于液態(tài)鋰電池與全固態(tài)鋰電池之間的電池形態(tài)，即半固態(tài)鋰電池。其與全固態(tài)鋰電池的區(qū)別在于，固液混合電池中含有一定量的液體電解質(zhì)，而全固態(tài)鋰電池只含有固態(tài)電解質(zhì)，不包含任何液體電解質(zhì)。
在業(yè)界看來，在全固態(tài)鋰電池技術尚未獲得突破的情況下，混合固液電池有望兼容液態(tài)鋰電池大部分材料、設備和工藝，綜合平衡安全性、能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、高低溫性等性能，可率先實現(xiàn)商業(yè)化。且近期車企的種種舉動以及電池供應商的規(guī)劃進展，都預示著半固態(tài)電池的量產(chǎn)進程已經(jīng)提速。
在工信部近期公示的《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》(第351批)中，蓋世汽車關注到，混合固液電解質(zhì)鋰電首度配套亮相。公告信息顯示，東風汽車申報的一款純電動轎車的儲能裝置種類是“混合固液電解質(zhì)鋰離子電池”，生產(chǎn)企業(yè)為“江西贛鋒鋰電科技有限公司”，系贛鋒鋰業(yè)全資子公司。
從產(chǎn)品的申報圖和對應型號來看，該純電動轎車為東風風神E70。按照申報進度，該車型預計將在春節(jié)前交付，這就意味著半固態(tài)電池即將進入量產(chǎn)裝車階段。
據(jù)了解，今年7月，贛鋒鋰業(yè)與東風公司技術中心簽約，計劃共同開展贛鋒固態(tài)電池的示范運營項目。12月10日，首批搭載贛鋒混合固液鋰離子電池的東風E70就在江西新余進行試車儀式，將在春節(jié)前在新余當?shù)赝度朐囘\營。
對于此次東風E70搭載的混合固液鋰離子電池，贛鋒鋰業(yè)相關負責人表示，公司實現(xiàn)了基于柔性固態(tài)隔膜的混合固液鋰離子電池裝車，該電池在具有優(yōu)良電化學性能基礎上，可以通過包括針刺、擠壓、過充、高溫熱箱等高于最嚴苛國標的濫用測試。該負責人還表示，該款混合固液鋰離子電池成組效率高，模組采用鋁合金框架加上下高精度拼縫激光焊接技術，減少冗余結(jié)構(gòu)設計，提升整體成組率至86%以上，領先于軟包模組行業(yè)平均水平。同時，公司正在進行第二代全固態(tài)電池的開發(fā)，能量密度超過360Wh/kg。
另文章開篇所提到的蔚來ET7定檔明年3月28日開啟交付，從目前的技術進展來看其此前宣傳的將搭載150kWh固態(tài)電池大概率也是固液混合形態(tài)，不過關于該電池供應商業(yè)界眾說紛紜。
首先想到的便是早在2019年與蔚來簽署合作協(xié)議的輝能科技。根據(jù)輝能科技規(guī)劃，其計劃在2022年實現(xiàn)EV固態(tài)電池量產(chǎn)，另在產(chǎn)能布局上，輝能科技規(guī)劃2021年完成1GWh的示范線，同時推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設，2022年起通過2GWh的示范線提供幾家國營主機廠進行第一批固態(tài)電池量產(chǎn)車的投放，力爭在2026年達到50GWh產(chǎn)能。
而近期獲得華為、小米等投資的衛(wèi)藍新能源被指是“蔚來汽車固態(tài)電池供應商”，該司副總經(jīng)理李永偉今年年中在接受媒體采訪時表示，衛(wèi)藍新能源的混合固態(tài)電池即將批量裝車。且衛(wèi)藍新能源正在建設一條2GWh的規(guī)?；桃夯旌瞎虘B(tài)動力電池生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)350-360Wh/kg的新能源車用動力電池。
近期，國軒高科董事長李縝公開表示，公司半固態(tài)電池布局取得重要進展，并透露，公司為國內(nèi)高端純電動汽車配套半固態(tài)電池實現(xiàn)了續(xù)航里程超1000公里，比其第一代車型提高了一倍。該消息公布后，行業(yè)猜測也有可能是蔚來ET7。那么，ET7背后的神秘供應商到底是誰？相信隨著新車的交付，很快便會水落石出。
另外，在固態(tài)電池領域布局已久的北汽藍谷12月13日在投資者互動平臺上表示，公司目前完成了第二代固態(tài)電芯開發(fā)、電池系統(tǒng)臺架測試驗證和整車(ARCFOXT)搭載驗證。同時，公司規(guī)劃中的第三代固態(tài)電池技術計劃匹配極狐品牌新車型，開發(fā)一款高安全(不見火)、高能量密度(電芯能量密度360Wh/kg)的固態(tài)電池，目前處于車型項目立項過程中。
可以預計的是，隨著搭載贛鋒鋰電電池的東風E70車型今年年底投放市場試運營，以及蔚來ET7明年3月的正式交付，半固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化浪潮勢必將加速到來。而對于全固態(tài)電池，業(yè)界普遍認為還要等5-10年。中國科學院院士歐陽明高認為，固態(tài)電池真正投入大規(guī)模商業(yè)應用大概在2025年~2030年。當前，鋰離子電池的比能量上限大約是300Wh/kg，2025年將出現(xiàn)與現(xiàn)有液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池比能量大體相當?shù)牡谝淮虘B(tài)電池。2030年后，將出現(xiàn)第二代采用新型正負極材料的全固態(tài)電池，比能量會提升到500Wh/kg。
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