春節假期期間,里程焦慮再次上演。從今年1月1日至今,全國已有多起新能源汽車因續航里程不足而在高速路上拋錨的事件發生。針對里程需求,目前行業又傳出好消息,贛鋒鋰業、衛藍新能、寧德時代、孚能科技、清陶能源、輝能科技等企業經過2022年的沉淀以及實車驗證,部分企業的半固態電池預計將在2023年進入規模化量產新階段,而更受市場及投資者關注的是,半固態電池能否成為滿足市場需求的新方案。半固態電池將于2023年放量上車目前主流的動力電池方案主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,前者能量密度略高,后者安全性更高,但他們的共同不足是,兩者均無法滿足長續航的需求,單純疊加電池又會增加車身重量,不符合輕量化發展需求,因此,市場需要更優的動力電池方案。其中,半固態電池有望成為當下更優的選擇路線之一。2022年1月,首批50輛東風E70全球首發,開始進行示范運營,半固態電池由贛鋒鋰業提供。不過,這批車并非大規模量產車,而是小批量交付驗證,為后續規模量產提供更扎實的實際運營數據。2022年12月15日晚,東風旗下嵐圖品牌正式發布追光轎車,其中82kW·h版本即采用的是半固態電池包(CLTC工況下續航580km),首批新車已于2023年1月13日量產下線,將于今年上半年批量交付,而該車也被譽為全球首款量產裝車半固態電池的車型。不過東風嵐圖未披露半固態電池供應商,有分析稱延續東風E70,嵐圖追光采用的是贛鋒鋰業產品,但孚能科技日前又暗示稱,“嵐圖追光搭載的動力電池有使用公司供應的三元軟包產品”,“公司已有半固態產品實現量產裝車”。事實上,此前有望首發半固態電池的車型是蔚來的ET7,該車原計劃于2022年底交付,不過這一計劃已被延后,最新消息顯示,搭載150KWh半固態電池版本的蔚來ET7已延后到2023年上半年交付,供應商為衛藍新能源,國軒高科也可能是配套廠商之一。需指出的是,衛藍新能源首顆半固態電芯已于2022年11月2日在湖州基地順利下線,能量密度為360Wh/kg,預計2023年一季度開始對蔚來ET7進行配套發貨。國軒高科半固態電池則配套高合汽車HiPhi X,參數顯示,該車電池包能量密度為260Wh/kg,電容量為160kWh,續航里程為1000km,將于2023年第一季度開始交付。除了如上企業,其他鋰電供應商也在加快導入半固態電池。目前動力電池裝機量位居全球第一的寧德時代,其產品也計劃配套賽力斯新能源戰略車型SERES 5,據了解,該車是中國車企2023年在海外發布的首款新能源汽車,其中90kWh版本即采用寧德時代的半固態電池,最大續航里程(WLTP)為530km,預計于2023年3月開啟交付。此外,清陶能源產品也將搭載于哪吒U中,與上汽合作車型預計于2023年實現落地;孚能科技同樣實現對戴姆勒送樣;北汽也計劃選用清陶能源、衛藍新能源的產品;廣汽埃安則與贛鋒鋰業形成強強聯合;吉利同樣不甘人后,已與衛藍新能源成立固態電池研發團隊;長安、紅旗、豐田、現代、日產、寶馬、大眾等國內外主機廠也加大了固態電池產品線布局。
短期內難改現有鋰電供應體系
半固態電池憑借更高的能量密度、安全性、寬溫范圍,獲得了眾多鋰電企業和主機廠的推動并選用,相關車型也將于今年陸續落地。不過筆者同時發現,比亞迪、寧德時代等頭部企業其實對半固態電池路線并不是“很上心”,其中寧德時代雖然有布局,但半固態電池始終不是推動重點,相反,能量密度相對低的麒麟電池才是其接下來的拳頭產品,日前不僅申請了商標,還將于2023年一季度實現量產,并加大了與主機廠的新一輪合作,極氪009純電MPV、2023款極氪001等都是首發車型。比亞迪也布局有半固態電池技術路線,但其目前主推磷酸鐵鋰刀片電池方案,比亞迪董事長王傳福也多次公開表達堅持磷酸鐵鋰刀片電池路線。近期,比亞迪還就其固態電池即將裝車試驗的市場傳言給予否認。分析師陳磊表示,“半固態電池的顯著優勢是提高了鋰電池能量密度,單體已能做到360Wh/kg,要高于比亞迪刀片電池的180Wh/kg、寧德時代麒麟電池的255Wh/kg,也高于4680電池的300Wh/kg,但與麒麟電池等差距并不是特別明顯,而成本卻要大幅高于現有體系電池,分析認為,半固態電池不會改變現有鋰電供應體系,只適用于部分高端車型。”重要的是,半固態電池產品形態與現有鋰電體系除了電解液外,并沒有本質性創新,對推進更高能量密度的全固態電池作用不大,中國科學院院士歐陽明高此前表示,“固態電池將是最值得重視的技術,未來中國動力電池的創新,要從電池結構創新逐步發展到材料體系的創新,這一過程更加復雜、更需要時間積累,這也是全球動力電池創新的制高點。”基于此,寧德時代對半固態技術路線的長期發展前景并不看好,一份紀要顯示,其內部專家認為,半固態電池偏向于投機方案,寧德時代更看好基于結構創新的高鎳路線,下一代產品則是聚焦全固態電池技術的研發。持相同理念的還有比亞迪,其仍在持續加大對刀片電池的結構創新,不押注半固態電池路線,不過一直在默默儲備全固態電池技術,有分析稱,比亞迪固態電池專利數量位居國內第一。資料顯示,全固態電池擁有更為穩定的電解質機械和化學特性,靜態及循環壽命極大提升;能在-50℃-200℃寬溫范圍保持放電功率,可以極大程度緩解冬天電池容量衰減的問題;能量密度得到極大提升,能達到當前三元鋰電池的2-10倍。不過固態電池的負極材料和電解質與液態鋰電不同,需要重塑供應鏈,快充效率也要提升,而要投放市場,還必須降低成本,而這一目標的實現被歐陽明高認為是“極其艱巨漫長”。除了本土企業,國外企業已在聚焦全固態電池技術路線,據了解,目前包括三星SDI、Solid Power、Quantum Scape、TDK、IMEC等國際企業均已在加快全固態動力電池的技術推進,多數企業計劃于2025年實現產品量產。國內的進度相對慢些,陳磊認為,2028年后實現量產的可能性較大,只有輝能等少數企業計劃在2024年達到全固態電池量產階段。
主機廠方面,日產計劃于2024年投產、2028年正式裝車全固態電池;豐田也計劃于2025年推出、2030年實現固態電池車型量產;大眾則計劃在2025年裝車Quantum Scape的固態電池。