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固态电池迷局:CATL要等10年,蔚来却宣布2年后交付

钜大LARGE  |  点击量:327次  |  2023年01月05日  

2021年一月九日,在蔚来举办的2020NIODay上,蔚来除了推出首款轿车ET7之外,还宣布在2022年Q4装备150kWh的固态电池。深潜atom认为,这个消息比蔚来ET7上市的消息更加值得解读,因为ET7的公布不过是履行蔚来2019年就该上市轿车的诺言,而选择这个时间点公布,44.8万的起售价,更像是隔空回应TSLAModelY降价,以及重申TSLA想做大众福特,而蔚来对标宝马奔驰的品牌定位。


不论是价格越来越低的TSLA,还是坚守豪车定位的蔚来,消费者喜欢哪个,我们无权做过多评价,最终还是要交给销量说话。但蔚来这款150kWh电池,在所有公开信息中,是车企公布的容量最高车载动力锂电池,同时还是首款搭载于量产车的固态电池。假如真如蔚来所说,在2022年Q4可以顺利交付,全球新能源市场将要迎来跨时代的技术升级。因为,新能源汽车玩家的赛道上,最重要的两个环节,一个是以自动驾驶系统为核心的智能化,另一个就是动力锂电池为核心的三电系统电动化。


△固态电池情况


在此之前,丰田一直被认为是最接近固态电池量产的公司,此前也被外媒热炒将凭借此项技术实现弯道超车。但丰田的固态电池还是停留在实验室阶段,量产最快也要2025年。而CATL的固态电池,也表示要到2030年才会面向市场推出。蔚来的消息一放出,丰田别说在新能源领域实现弯道超车,就是现在的全球市值第二的位置估计也很可能被蔚来超越。


01蔚来为何要抢发固态电池?


在光大证券《固态电池:抢占下一代锂电技术制高点》的报告中写到动力锂电池市场是锂电的重要应用领域,对长续航动力锂电池的追求不断推动锂电市场发展。在2019年十二月,工信部公布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)中,把加快固态动力锂电池技术研发及产业化被列为新能源汽车核心技术攻关工程,将固态电池或推升到了国家战略层面。


△动力锂电池单体能量密度发展要求


而从这几年新能源市场反馈中,里程焦虑、自燃等一系列问题困扰着大多数消费者。现在主流的液态锂电池的能量密度上限被公认为300Wh/kg,即便是300Wh/kg也只是理论值。事实上国产的纯电动汽车,能量密度目前能达到170Wh/kg、180Wh/kg就已经算最优秀的了。因此,无论三电系统再怎么,现阶段的新能源车的里程数都不会有更大的突破;其次,这个冬天也验证了液态锂电池(特别是磷酸铁锂)的不抗冻,在气温较低的情况下续航里程缩水30%甚至一半。另外,液态锂电池由于电解液的存在,电池被穿刺后,容易起火和爆炸。


△液态锂电池和固态电池比较


而固态电池的能量密度很容易做到300-400wh/kg以上,理论能量密度更高达700Wh/kg,几乎是现在最先进的锂电池数据的一倍。


此外固态电池没有液态物质,意味着其不会漏液。当损坏、被穿刺时不会着火或者出现爆炸。其电解质具备一定的柔性,配合相应的封装材料,电池在经受上千次充放后也可保证性能不会衰减,保证了稳定性。


由于,固态电解质取代了隔膜和电解质(占电池中近40%的体积和25%的质量),意味着正负极之间仅剩固态电解质,因此两极间的距离可缩短至十几微米,从而使电池厚度大大降低,同体积下重量大为减轻,解决了新能源车自重过重的弊端,也能达到一定的节省能效的用途。


新能源车什么时候可以取代燃油车,在动力锂电池领域市场公认一个答案是,现有电动汽车的电池系统能量密度翻一倍半,从普遍的160wh/kg,到400wh/kg。而解决电池的能量密度问题,消灭里程焦虑,最后的方法一定是固态电池。这也是为何现在越来越多车企看重固态电池的重要原因之一。


02蔚来是动力锂电池的激进派


在动力锂电池方面,蔚来一直表现得都很激进,从换电站、NCM811电池、及至现在的固态电池。


△换电站


换电站虽被TSLA所放弃,但蔚来却将它作为主打服务之一。快、方便,蔚来认为这些特质可确保让加电比加油更方便的目标和体验的实现。


动力锂电池方面,为了获取更高的能量密度,实现长距离的续航里程,蔚来ES6成为第一波装配CATLNCM811电池的车型,系统能量密度达170wh/kg。


但NCM811电池能够担得起新能源汽车的未来吗?答案是否定的。NCM811升镍降钴,虽然比容量提升,但在高镍路线下,由于镍的活性大,结构也不稳定,在提升能量密度的同时,也有安全性差、易胀气等问题。并且和其他类型锂电池相比,在热失稳情况下,磷酸铁锂电池顶多冒个烟,523电池会着火但不会爆炸,而811电池会爆炸。


△液态电池


蔚来在2019年,曾和辉能签署过战略合作协议,双方将共同打造采用辉能MAB固态电池包的样车。辉能采用的BiPolar+(双极电池)技术,功用就在于简化电池包内的线材、冷却系统,缩小电池包的体积。这意味着,相同体积下,其固态电池的容量更大,从而帮助电动汽车的行驶距离实现上升。而且,它或许能解决现在蔚来车型因为电池线束被挤压,导致电池短路的问题。


辉能CEO杨思枏曾言,其只要4颗BLCB电池便能构成一个80KWh的新能源车电池包。简单构造的电池结构代表蔚来一直坚守的换电模式将更容易达成。也是在这次公布会上,蔚来宣布到2021年年底前,蔚来换电站总数将由目前的167座提升至500座。


03蔚来是变天,


还是期望越大失望越大?


回归到此次蔚来公布的150kWh固态电池,有关供应商,公布会上蔚来对此只字未提。公布会次日,也就是一月十日,李斌又对媒体回应称,固态电池供应商不方便披露,但一定是最好最先进,能量产的技术。


在这个事情上,蔚来耍了两个小聪明,第一,蔚来此次推出的并非全固态电池,而是固液电池,也就是半固态。半固态电池,通常是一侧电极采用固态电解质,而另一侧电极仍用液态电解质。尝试半固态电池的,很多是出于快速商业应用的考虑。


△半固态电池


第二,不披露供应商名字,可能只是双方有了初步规划,蔚来先放出风来,提振一下士气和关注度。反正到2022年还有两年时间,两年以后的变化谁又能说清呢?蔚来合作伙伴辉能,就曾表示2021年实行实现半固态(混成固态)电池量产,2023年全固态电池试产,2024年达到全固态电池量产。这和蔚来的时间点很相似,也是目前被猜测最有可能的供应商。


此外,蔚来的固态电池会很贵吗?在公布固态电池时,蔚来对其成本同样也没有做过多介绍。但贵是肯定的,金属锂是固态电池负极的重要原材料,目前金属锂均价维持在60-70万元/吨之间。此前辉能曾测算,固态电芯成本是现在主流液态电芯的1.6倍,这个成本关于蔚来来说,把ET7起售价设置到44.8万也就能很好理解了,当然这是在当前技术水平和产量条件下的预估。所以,大部分车企不激进推进固态电池,成本过高也是原因之一。


不过,值得注意的是,关于固态电池,行业内此前一致认为,短时间内推出的可能性不大。正如我们在前文中提到的,CATL曾称其固态电池要到2030年才能推出,入局更早的丰田也要到2025年才会小范围商用。


QuantumScapeCorp是固态金属电池领域的代表公司,QuantumScapeCorp正在研发一款全新固态电池,有望带来更快的充电速度,更高的续航里程和更好的安全性,然而目前依然不能保证产品量产周期。关于这一还未面世的技术,资本市场也给出了自己的态度态度,该公司股票成交价曾一度高达132.73美元,如今已经腰斩仅为56.79美元。


而蔚来汽车此次抢到了首发固态电池的头条,但在其真正性能水平没有浮出水面时,还是要保持冷静。是出于市场考量的炒作,还是掌握了固态电池商业化的秘籍,我们当然希望蔚来是后者,因为在全球电动化的潮流下,这对我国汽车行业来说,都是一次跨越式的进步。


但正如资深媒体人宿艺所说:蔚来汽车的营销策略,从流量上将可能是有效,但对老板个人品牌来说会是一个负面信息。蔚来汽车力拼BBA、超越TSLA这种信息,不应该让老板来频繁放炮:一是缺乏对行业和竞争对手的敬畏,二是互联网是有记忆的,而股市是有波动周期的,老板被频频打脸,对公司品牌会带来很难弥补的伤害。

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