鋰電新電池技術尤其全固態(tài)電池,2024年在全球熱度暴漲。
(文章來源:高工鋰電,微信號:weixin-gg-lb)
4月末CIBF2024期間,超20家布局固態(tài)電池、鋰金屬電池相關企業(yè)參展,展位人頭攢動,樣品固態(tài)電池、材料吸引國內(nèi)以及日、韓、歐美人士的各色眼球。
結(jié)合近期動態(tài)與展會走訪,多元應用領域?qū)Ω咝阅茈姵氐钠惹行枨螅瑢⑿码姵丶夹g推至高潮,并從研發(fā)階段向商業(yè)化過渡。
一片熱鬧中,固態(tài)電池作為話題中心存在兩個迷思。
新能源汽車作為鋰電最大的應用市場,在國內(nèi)外多家車企的推動下,固態(tài)電池裝車在今年初見眉目。4月,上汽清淘第一代光年固態(tài)電池已搭載上汽智己,并引爆業(yè)內(nèi)關于(半)固態(tài)電池“白馬非馬”的探討。
“半固態(tài)電池是固態(tài)電池嗎?”,這成為全固態(tài)技術發(fā)展之路的第一個迷思。
對此,清陶能源總經(jīng)理李崢在CIBF2024期間接受媒體采訪時表示,“不是每一種半固態(tài)技術未來都能夠發(fā)展到全固態(tài),按照我們的設計,我們的半固態(tài)是到全固態(tài)的必然發(fā)展過程。”且為填補固態(tài)電池現(xiàn)有的快充性能短板,第一代光年固態(tài)電池搭配了高電壓整車平臺,保證消費者使用體驗。
這與業(yè)內(nèi)更多的聲音相契。展會期間高工鋰電了解到,不少人認為固態(tài)電池掉入玩概念的“俗套”,而糾結(jié)于“白馬非馬”并不為業(yè)內(nèi)所樂見,將重心放在解決產(chǎn)業(yè)化問題并關注應用或才是新電池技術發(fā)展熱鬧之下的真相。
立足應用,高性能鋰電池一定是固態(tài)電池嗎?這成為固態(tài)電池的第二個迷思。
鋰金屬電池企業(yè)SES AI似乎并不認同。SES AI曾在2012-2016期間名為SolidEnergy,經(jīng)過對固態(tài)路線的搖擺,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镾ES。
SES AI創(chuàng)始人胡啟朝表示,“電解質(zhì)造成了不必要的偏見,限制了我們的創(chuàng)新能力。真正的圣杯應該是鋰金屬,因為它給我們帶來了令人印象深刻的能量密度增益,固態(tài)沒有什么本質(zhì)上的優(yōu)越性,同時液體也沒有什么本質(zhì)上的缺陷,業(yè)界根據(jù)電解質(zhì)的固態(tài)或液態(tài)來區(qū)分電池是不合適的”。
而鋰金屬電池的商業(yè)化應用同樣獲得顯著進展。4月25日,SES AI官方微信披露,與現(xiàn)代汽車·起亞簽署協(xié)議,在現(xiàn)有聯(lián)合開發(fā)協(xié)議內(nèi)推進下一階段合作,共同開發(fā)鋰金屬電池B樣品。
根據(jù)該協(xié)議,SES AI將攜手現(xiàn)代汽車·起亞2024年內(nèi)于韓國京畿道義王市建立專門用于B樣品電池開發(fā)、組裝和測試的設施,這或?qū)⒊蔀槿蜃畲笠?guī)模的鋰金屬產(chǎn)線之一。
全固態(tài)、鋰金屬負極兩大高性能新電池技術代表,除了在車端應用上演產(chǎn)業(yè)化競速,在另一大熱領域——低空經(jīng)濟,有著更為有趣的演繹。
4月17日,國家發(fā)展改革委研究室主任金賢東表示,低空經(jīng)濟涉及物流運輸、城市交通、農(nóng)林植保、應急救援、體育休閑、文化旅游等領域,同時也涉及高端制造、人工智能等行業(yè),具有服務領域廣、產(chǎn)業(yè)鏈條長、業(yè)態(tài)多元等特點,是前景廣闊的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),也是新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表,積極穩(wěn)妥推動低空經(jīng)濟發(fā)展意義重大、前景光明。
下一步,國家發(fā)展改革委將與有關部門協(xié)調(diào)配合,堅持穩(wěn)中求進,更好統(tǒng)籌高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全,以市場需求為牽引、技術創(chuàng)新為驅(qū)動、空域開放為保障,推動形成場景豐富多元、供給智慧高效、監(jiān)管安全規(guī)范 的低空經(jīng)濟健康發(fā)展良好局面。
除了發(fā)改委的定調(diào)式發(fā)言,國內(nèi)主要城市自2023年起廣泛出臺扶持規(guī)劃,至今,北京、重慶、蘇州、合肥、廣州、深圳、珠海、蕪湖、成都、福州、武漢已出臺低空經(jīng)濟發(fā)展條例、實施方案、行動計劃以及產(chǎn)業(yè)具體支持措施。
主要航空器eVTOL已在全球涌現(xiàn)“首飛”“首個商業(yè)eVTOL服務計劃區(qū)”“首張eVTOL-TC(適航證)”等系列0-1的突破。并且,就在5月,中國多款eVTOL在全球各國完成試飛。
5月6日,億航智能宣布其載人eVTOL EH216-S完成阿聯(lián)酋阿布扎比的首次載人飛行演示。
5月7日,峰飛航空科技的消息,今年3月在中國民航局取得TC的峰飛航空科技2噸級非載人eVTOL凱瑞鷗也在阿聯(lián)酋完成首飛。動力電池作為eVTOL能源系統(tǒng)關鍵技術支撐,受到eVTOL企業(yè)集中關注。億航智能就通過投資、戰(zhàn)略合作等多種方式,對動力電池供應鏈做布局。目前,億航智能已與國軒高科、巨灣技研進行eVTOL電池方案的合作,并作為資方參與了鋰金屬電池企業(yè)欣界能源PreA+輪融資。
有趣的是,從電池角度看,全固態(tài)電池與鋰金屬電池或在eVTOL應用道路上“相遇”。高工鋰電CIBF2024期間走訪了解到,目前,產(chǎn)業(yè)距離兼具長壽命、高倍率、高能量密度的全固態(tài)仍有一段路要走,但面對多元應用場景,各企業(yè)正嘗試立足單一性能,實現(xiàn)電池的全固態(tài)形態(tài)。對于eVTOL垂直起降的高倍率放電、與輕量化要求,電池企業(yè)在固態(tài)電池的材料體系選擇上將優(yōu)選考慮鋰金屬負極。
專注于鋰金屬電池的企業(yè)的進展似乎更快。
盟維科技鋰金屬電池metaRY系列已經(jīng)在多種無人飛行器的應用場景得到驗證。
欣界能源,鋰金屬負極固態(tài)電池首款產(chǎn)品能量密度達到450Wh/kg,并與頂尖eVTOL生產(chǎn)商合作驗證。
SES AI在2023年末的SES Battery World上披露SES Cares項目,其A樣品鋰金屬電池已搭載無人機進行實飛。
無論全固態(tài)技術還是鋰金屬負極,最終目標仍為下一階段高性能鋰電池。為實現(xiàn)這一目標,鋰電生產(chǎn)方式正在發(fā)生變化,擁抱AI已在全球范圍內(nèi)成為下一代鋰電技術趨勢。
鋰電頭部企業(yè)試水AI用于電池、材料等研發(fā)在業(yè)內(nèi)已不是秘密,甚至全球已在AI鋰電應用上走得更遠。
今年2月,優(yōu)美科與微軟正式簽訂協(xié)議,利用AI作為促進和加速其電動汽車電池材料技術研究的手段。電池材料人工智能平臺將利用微軟的Azure OpenAI服務,并通過大量未發(fā)布的特定科學人工智能模型進行擴展。該平臺將在優(yōu)美科專有環(huán)境中運行,并完全保障知識產(chǎn)權。
SES正在使用深度學習軟件進行研究,同時推進與學術界的科研團隊合作,合作探索用專業(yè)工具開發(fā)電池。
胡啟朝認為,AI將在鋰金屬電池以及新電池開發(fā)中起到越來越大的作用,幫助科學家摒棄人的主觀與習慣,打開創(chuàng)新空間、提高試錯效率和降低成本。為什么下一階段鋰電技術發(fā)展需要AI?胡啟朝的觀點是,對于電池材料體系,創(chuàng)新對鋰電池性能空間起決定性影響,但顛覆性的材料創(chuàng)新越來越少。
“電解液與正負極材料界面反應很難搞清楚,我們所認為的正確可能指向錯誤的方向。人的經(jīng)驗認知局限了鋰電池的發(fā)展進程,過去30年電解質(zhì)的溶劑總共就20種左右,我們要做的事情就是通過AI打破經(jīng)驗上的局限,用算力加速迭代進程。”
包括中國科學院院士歐陽明高、寧德時代董事長曾毓群等在內(nèi)業(yè)內(nèi)專家及領袖的共同判斷都是,未來,要基于AI大模型實現(xiàn)電池全生命周期管理實現(xiàn)電池設計、電池制造、電池管理、電池回收過程的智能化。