欧阳明高、曾毓群、杨红新看固态电池:量产为时尚早
8月28日,两家动力电池厂商在同一天公布了自己在固态电池领域的最新成果。
其中,中创新航发布的“无界”全固态电池,能量密度达430wh/kg,容量50Ah;
另外一家鹏辉能源,发布的产品则是20Ah和2000mAh两款软包全固态电池,能量密度为280Wh/kg,未来有望做到300Wh/kg以上。
消息一出,两家的股价也飞涨起来。
鹏辉能源在A股9月2日收盘27.13元/股,相较其在8月27日的收盘价(24.81元/股)已经上涨接近10%。而利好消息对于中创新航在港股股价的促涨则没那么明显,自8月27日至9月2日的涨幅为3.2%。
似乎固态电池的大规模铺开,近在眼前了?
其实不然。鹏辉能源早在8月22日就发布公告,表示固态电池预计一年内不会大批量生产;而中创新航高级副总裁、首席技术官潘芳芳也把全固态电池量产的临界点设定在2027-2028年。
就在鹏辉和中创新航发布产品后的第四天,世界动力电池大会上,包括中国科学院院士欧阳明高、宁德时代董事长曾毓群、比亚迪股份有限公司电池CTO孙华军、蜂巢能源董事长兼CEO杨红新在内的一众高管也都分享了自己关于固态电池量产进度的看法。
无一例外,大家都认为固态电池的推广,为时尚早。
01
欧阳明高:固态电池急不得
谈及固态电池,欧阳明高以自己在燃料电池20年的经历来举例:一次解决一个问题,不能把十个问题一次性解决。
“首先要解决固态电解质的问题,正极负极都不变,把固态电解质放进去,先把这个问题解决。我们不要正极也变,负极也变,电解质也变,那怎么可能一次性解决呢?”
欧阳明高院士
他认为,固态电池不仅是推广范围需要循序渐进,固态电池自己的参数也需要一步一个脚印慢慢提升,而不是迅速在热管理、能量密度、充电速度等方面完成对传统液态电解质电池的超越。
欧阳明高举例称:“比如,先把固态电池的安全性提高到300Wh/kg磷酸铁锂电池那种安全性;再解决固态电池在不同温度下表现的稳定性问题,这样会大幅简化电池热管理系统;最后逐步将负极材料切换为硅碳路线。”
归根结底,欧阳明高不希望现在对于固态电池所宣传的诸如“能量密度达700Wh/kg”、“续航轻松突破1000公里”等标签,成为各家厂商的包袱,最终间接导致欲速则不达的情况出现。
欧阳明高总结道:“最终,我们还是要面向2030年能实现产业化(来推进)。”
02
曾毓群:给固态电池研发进度打分,1-9分仅有4分
根据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据,宁德时代今年上半年以93.31GWh的动力电池装车总量和46.38%的市场占比位列国内厂商第一。
在三元锂电池和磷酸铁锂电池细分市场中,宁德时代也分别以68.02%和37.19%的市占比位列第一。
主流技术路线的市占率霸榜,并不代表宁德时代在固态电池领域的研发投入少。曾毓群表示,宁德时代在固态电池领域的研究已经长达七、八年。
他认为研发全固态电池的关键,在于对材料和化学体系的研究,其中最难的就是“固-固界面”的难题。
固-固界面也是业内公认固态电池需要解决的核心难题之一,为此各家推出了包括但不限于结构纳米化、固态电解质优化等方法。
鹏辉能源第一代固态电池内部展示
但曾毓群认为:“如果用数字1到9,表示固态电池的技术和制造成熟度,1是刚开始涉及这一领域,9是技术成熟,可以投入大规模生产。当前行业最高水平只到了4左右,包括我们(宁德时代)。”
换句话说,业内最先进的水平也仅做到了生产器件样品来进行实验验证的阶段。
甚至“这些器件的使用,有很多边界条件,如要在6000个大气压下,才实现较高的低温性能等,这意味着这些器件还无法投入市场应用。”
都是认为时候未到,曾毓群更多是从技术角度出发,而宁德时代新能源科技股份有限公司副总裁孟祥峰则是从商业角度出发。
孟祥峰认为固态电池若想大规模量产上车,创新性企业、传统大型企业都要进入才成,“我们产业链供应链,以及后续有赖于大的化工企业这些巨头要进来,保证整条产业链要建起来。”
如今三元锂电池和磷酸铁锂电池都已经建立起来了从原材料矿产到精炼加工,从正负极材料到电芯、整包的完整大规模产业链条,而这也是如今动力电池进入0.3元/Wh时代的重要前提。
而孟祥峰的一席话则是在提醒行业,即便固态电池实现技术突破,可以进行规模生产了,产能和成本依然是需要逐步解决的难题。
03
孙华军:全固态电池2027年开始上车,2030逐步推广
与曾毓群相比,市场份额第二位的比亚迪对于固态电池的态度则稍显乐观。
目前,固态电池的电解质材料可分为聚合物、氧化物和硫化物三种技术路线。
比亚迪走的是硫化物路线,其离子电导率要高于液态电解质不少,性能最优,但由于硫化物容易和空气中的水分发生化学反应,导致其生产条件较为苛刻。
按照比亚迪目前的研发进度,孙华军认为自2027年开始,比亚迪的硫化物全固态电池就能够小批量在中高端电动汽车上实现量产。
比亚迪对于固态电池发展趋势的判断
这也符合新技术路线的产品量产应用的客观规律:产业链尚未形成规模,生产成本无法有效降低,只有拥有较强溢价能力的产品能够负担高生产成本。
并且2027这个时间点,与公布固态电池产品的鹏辉、中创新航的量产节点相近。
不过,按照孙华军的判断,在经过为期三年左右的示范期后,从2030年到2032年,全固态电池就将向主流电动汽车拓展:到2032年,搭载全固态电池的电动汽车销量就将来到12万辆左右,对应市场规模也将来到接近250亿元。
不过,孙华军的乐观也仅限于从长期角度来看待固态电池发展。
孙华军说:“目前我们实际的状态还是从早期的实验室到工程化这个转化的过程。首先,硫化物电池这种干电极的技术,未来大规模量产还是有问题。其次,固态电池做大之后,界面中间位置的膨胀不只是厚度方向,在其他几个方向的力怎么约束?这样的问题都会暴露出来。”
04
杨红新:切换硅碳负极路线,为固态电池做好准备
与曾毓群、孙华军两位看待全固态电池的角度不同,杨红新则从硅碳负极的角度切入。
杨红新透露,蜂巢能源供货给宝马的基于硅氧负极路线的动力电池,很快就将切换为硅碳负极路线。
而硅碳负极,也是全固态电池中受到不少企业青睐的负极材料。卫蓝新能源、辉能科技、清陶能源,以及诸如Solid Power这样的海外厂商都在基于硅碳负极研发固态电池。
这一负极材料的优势在于密度较高,能够达到400mAh/g,高温条件下理论克容量甚至能够达到4200mAh/g。
目前来看,由于传统液态电解质动力电池已经能够达到300Wh/kg的水平,固态电池若想完全取代液态电解质动力电池,其就必须在能量密度上做到远超传统电池的水平。
在这样的要求下,硅碳负极成为主流技术路线似乎是必然的事情。孙华军也表示赞同:“硅碳负极可能是一个在固态电池领域,可以百分之百得到应用的一条技术路线。”
目前,除了蜂巢能源以外,亿纬锂能、中创新航、力神电池等企业也都在积极布局硅碳负极这一领域。
对此,杨红新也呼吁:“希望整个行业要特别关注一下它的知识产权问题。我们最近也在做很多调研,做一些澄清,还是需要高度关注的。”