丰田蔚来竞逐1000公里续航
“充电10分钟甚至更短,续航可达到1200公里。”随着丰田汽车宣布其固态电池研究取得重大突破,全球汽车行业产生了震动。业内有声音认为,这一突破会威胁到中国在全球动力电池市场的王者地位。
与此同时,蔚来汽车近日更新用户手册,包括全新ES6、ET7等在内的6款车型手册中都添加了关于150kWh电池包的信息,这也意味着蔚来的半固态电池量产上市在即。上汽集团在7月20日的媒体沟通会上也透露,业内高度关注的固态电池,预计在2024年于“智己”品牌的产品进行落地。
■中外企业混战
当前,固态电池被业内视为下一代电池技术,而半固态电池则是液态电池与全固态电池之间的过渡方案。值得注意的是,上汽、蔚来等中国企业近两年有意量产上市的固态电池,其实是半固态电池,而丰田、日产等日系企业则聚焦全固态电池,量产时间集中在2028年前后。
蔚来更新后的用户手册显示,全新ES6、ET7、ES7、ET5、EC7和ET5旅行版6款车型的手册中都添加了关于150kWh电池包的信息。蔚来150kWh电池包属于半固态电池,电芯由卫蓝新能源提供,采用固液混合电解质、硅碳复合负极材料和超高镍正极材料。续航方面,蔚来CEO李斌此前透露,新电池包可让ET7续航超过1000公里,即使是SUV ES6续航也能达到930公里。
上汽集团此前也与清陶能源合作成立了固态电池联合实验室。根据7月20日媒体沟通会上透露的信息,上汽集团计划2024年将固态电池率先搭载在“智己”品牌车型上,当然也是半固态电池。
此外,宁德时代、国轩高科、孚能科技、蜂巢能源、比亚迪等也积极布局半固态电池领域。孚能科技今年5月在投资者互动平台表示,该公司自主研发的第一代半固态电池已顺利量产装车。同样是在今年5月,赣锋锂业宣布,该公司第一代固态电池已经开始量产,第二代固态电池安全性能完全达到车规要求,研发样品电池的循环性能已达到车企要求。
与中国企业在半固态电池领域较为领先相比,日韩企业一心扑在全固态电池的研发上,尤其是丰田汽车专利颇多。据日本专利分析公司Patent Result的数据,从2000年至2022年3月底,全球已公开的全固态电池专利件数中,第一名是丰田,持有1331件专利;第二名是松下,持有445件专利。排名前十的企业中有6家是日本企业,另外4家是韩国企业,分别是:三星电子、LG化学、现代汽车、LG新能源。
今年7月初,丰田对外宣布其全固态电池的研究取得重大突破。丰田碳中和研发中心总裁海田敬二表示,丰田已经找到了新的方法,可以制造出充电10分钟续航里程1200公里的固态电池,并且体积、重量、价格较现有电池都可以减半。
丰田表示,到2027年或2028年,将大规模生产全固态电池。日产的计划是在2028年推出首款搭载全固态电池的量产车型,而本田计划2024年启用全固态电池的示范生产线,所生产的电池将用于“2020年代后半期”推出的车型。
有业内人士认为,如果日本成功实现全固态电池商用化,将完全颠覆目前中国和韩国占据优势的市场格局。日本财经媒体也曾经表达类似观点,认为日本有可能弯道超车,用固态电池产品赶超中国企业。
■固态电池“道阻且长”
丰田官宣的技术突破在业内引发热议。在7月上旬的2023年中国汽车论坛上,针对丰田的说法,宁德时代首席科学家吴凯表示,全固态电池目前还有些行业核心问题亟待解决。“如果丰田说今天能量产全固态电池,我是持怀疑态度的,目前全行业谁都不具备量产全固态电池的能力。至于到2027年能否量产,作为技术人员,我也很难说得准确。”他说。
技术是一大难关。在今年6月的2023世界动力电池大会上,中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大国家工程院院士孙学良也坦言,当前全固态电池的正极、电解质、负极的物理、化学、力学性质还需改进,材料间兼容性、界面稳定性仍需提升,电池整体的安全管理策略及工程化制备技术尚不成熟,这些都是还需突破的难关。
同时,成本也是一道难以跨越的坎。据中邮证券测算,目前固态电池较液态电池成本高出30%以上,预计半固态电池规模化量产后,成本比液态锂电池高10%~20%。事实上,在大规模上量前,这一测算可能还是偏向乐观了。
蔚来联合创始人、总裁秦力洪此前表示,150kWh电池包成本很高,相当于一辆ET5,而一辆ET5的75kWh电池版整车售价为32.8 万元,租赁25.8万元)。蔚来用户如果不想承担高昂的电池成本,可以选择电池租用服务。在7月20日的蔚来2023“能源日”活动上,秦力洪谈及150kWh电池包时表示,150kWh电池包的研发和验证比预计时间要长,上市时间可能要延后一些。
成本方面,日产的目标是到2028财年,将全固态电池的成本降至75美元/kWh(约合人民币536元/kWh),未来进一步降至65美元/kWh。如果按照75美元/kWh计算,则150kWh电池包成本约为8万元,降本空间颇大。
另外,对于丰田提出的成本减半目标,吴凯认为,如果能做到,对整个行业来说绝对是颠覆性的,但很难,即使固态电池完全不需要电解液和隔膜,成本也降不了一半,“所以不知道他们成本减半的分母是什么”。
不过,无论如何,这都需要引起我们的重视。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高曾公开表示,要想实现2030年500Wh/kg的能量密度目标,固体电解质层面的突破是不得不走的必由之路。中国汽车动力电池产业创新联盟理事长董扬也认为,以固态电池为代表的新一代动力电池,是未来的重要竞争领域,“我们需要吃着碗里看着锅里,给予足够的重视”。