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“超级”电池官宣看广告也要看疗效
对于上市公司新贵，投资者应当抱以更加理性的策略，尤其要重点关注令人眼花缭乱的“故事”之外，到底有多少实际落地的技术创新和商业化成果。宁德时代放出消息，称将发布总续航（总里程）可达200万公里、寿命达16年的电池，受此利好消息影响，6月10日宁德时代高开3.86%。而在回应媒体采访时宁德时代称：目前是“只要下订单，就可以生产”。成立于2011年的宁德时代发展速度堪称惊人，创立仅7年后，宁德时代在创业板上市。而其被称为国内最大的动力电池研发和生产企业之一，也受到了市场的追捧，股价一度越过3500亿大关。宁德时代此次所宣称的超级电池可持续运行16年，并且可使电动汽车持续行驶约合200万公里。但对于电动汽车而言，目前最需要的电池性能是一次性充电后可以用多长时间、跑多少公里，而累计运行时间究竟能否达到预期效果，也需要实际应用。显然，宁德时代是一家擅长“讲故事”的企业。之前，宁德时代有关从宝马获得81亿美元电池巨额订单的消息传得沸沸扬扬，但细查相关合作内容，合作时间为2020年至2031年，这一长达12年的合同究竟是意向合同还是成文合同，合同中是否有各种履约限制条款，外界无法获得更多关键信息，也就很难判定其合作含金量。此外，宁德时代还曾宣称将与特斯拉展开系列深度合作，在5月的业绩说明会上，宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代对特斯拉供货时间大概是今年下半年，并且供货不限于磷酸铁锂或者三元电池，具体供货产品取决于市场需求。有意思的是，特斯拉日前表示，将自主研发电池，具体细节将在今年的电池会议上公布。而曾毓群对此回应称，“他们的技术路线对我们不会有冲击”，却始终没有详细说明，宁德时代究竟和特斯拉在哪些电池产品上达成实质合作协议，协议供货量是多少。自上市以来，宁德时代发布多个重磅利好消息，但作为一家备受瞩目的新能源企业，宁德时代的收入、利润等各项指标并不尽如人意。宁德时代2020年第一季度财报显示，公司实现营业收入90.31亿元，同比下降9.53%；实现净利润7.42亿元，同比下降29.14%。其实，不仅是今年一季度财报“不好看”，宁德时代2019年半年报中的营收同比增速116.5%，2019年三季报营收同比增速下降为71.7%。2019年Q4，宁德时代扣除非经常性损益后的净利润下滑33.9%，这也是继2019年第三季度以来，公司单季度利润再次下滑。而仅仅因为与特斯拉的一纸合作意向，宁德时代股价就在63个交易日内涨幅达到147.3%。从市场情绪来看，不少投资者还是对其频繁和重量级企业达成合作所带来的成长性保持乐观。但2019年年报显示，宁德时代存货由2018年同期的70.76亿元攀升至114.81亿元，说明其库存量较大，不仅会带来较大的资金压力，同时也会让投资者对其产品市场竞争力存有疑虑。尽管投资界和业界褒贬不一，但宁德时代上市当年和2019年股价涨幅分别为193.56%和44.45%，今年单是前两个月涨幅就已高达27.51%，从IPO时不到600亿总市值快速膨胀到目前的3400亿。这当然受益于宁德时代所身处的新能源行业，目前获得国内政策红利、市场空间以及高新技术标签等加持。然而，对于上市公司新贵，投资者应当抱以更加理性的策略，尤其要重点关注宁德时代令人眼花缭乱的“故事”之外，到底有多少实际落地的技术创新和商业化成果，这也应当成为市场对各类高新技术概念股的应有投资标准。毕舸（财经评论人）
来源：新京报
宁德时代超级电池来了！总里程可达200万公里
6月9日，证券时报·e公司记者从宁德时代获悉，公司将发布循环充电总续航（总里程）可达200万公里、寿命达16年的电池，目前已经可以接受订单并进行生产。目前，市面上大部分电动车，其官方保证的电池可使用总里程数是25万公里、寿命为8年。有传言称宁德时代该款电池将独供特斯拉，对此，宁德时代回复证券时报·e公司记者称，目前是“只要下订单，就可以生产”。换言之，该电池供货不限于特斯拉。宁德时代董事长曾毓群在接受外媒采访时表示：“宁德时代和特斯拉的关系在加强，现在已经在谈‘无钴’电池的合作了。”“祖传电池”理论上可行6月9日，证券时报·e公司记者从宁德时代获悉，该公司将发布循环充电总续航（总里程）可达200万公里、寿命达16年的电池，目前已经可以接受订单并进行生产。据彭博社统计，目前市面上大部分电动车，其电池的官方保证总里程数约为25万公里、寿命为8年。对于电动车头部企业来说，电池总里程高于该水平。证券时报·e公司记者从特斯拉方面获悉，目前已经出厂的model 3，电池最低使用寿命为1500次充电循环，可以保证行驶48万~80万公里。证券时报·e公司记者从比亚迪获得的资料显示，其最新研发的刀片电池的理论数据是充放电3000次以上，行驶120万公里。根据我国《机动车强制报废标准规定》，对达到一定行驶里程的机动车引导报废，其中小、微型非营运载客汽车和大型非营运轿车报废里程为60万公里。那么，宁德时代这款新研发的总里程为200万公里的电池，是否可以在原车报废后安装在新的一辆车上呢？截至记者发稿，宁德时代并未针对该问题进行回复。不过，多位锂电池专家告诉证券时报·e公司记者，对于长寿命电池，在理论上，是可以在原车报废时，把电池组用在另一辆车上，延续剩余的寿命，这将大幅降低使用电动车的成本。但是，按照平均量来估算，60万公里对于一般家用车来说是可以使用超过15年。这也达到了宁德时代新电池的16年标准，这时就不适合把旧电池换在新车上了。与特斯拉合作正在加强在此之前，特斯拉也曾表示正在研发总续航达百万公里的电池。有传言称，宁德时代目前这款百万公里总续航电池将独供特斯拉，不过，宁德时代回复证券时报·e公司记者称，目前是“只要下订单，就可以生产”。换言之，该电池供货不限于特斯拉。宁德时代董事长曾毓群6月8日在接受彭博社采访时表示：“马斯克（特斯拉CEO）是一个非常有趣的人，我们关系很好，经常在技术和运营方面进行交流。宁德时代和特斯拉的关系在加强，现在已经在谈‘无钴’电池的合作了。”早在今年2月份，宁德时代就对外宣布已与特斯拉签订了量产供货定价协议，特斯拉将向宁德时代采购锂离子动力电池。在5月的业绩说明会上，曾毓群表示，宁德时代对特斯拉供货时间大概是今年下半年，并且供货不限于磷酸铁锂或者三元电池，具体供货产品取决于市场需求。值得一提的是，宁德时代副总经理、董事会秘书蒋理，在业绩说明会上也表示公司与特斯拉的合作不局限于国内，这意味着特斯拉正在柏林兴建的新工厂也有望用上宁德时代的动力电池。去年宁德时代的首个海外工厂在德国动工，预计2022年可实现14GWh的电池年产能，而特斯拉也在去年确定欧洲工厂落户德国，2021年将建成投产，双方有望在中国、德国展开合作。今年年初，特斯拉独家回应证券时报·e公司记者时表示，特斯拉将自主研发电池，具体细节将在今年的电池会议上公布。目前，特斯拉已开启“Roadrunner”动力电池自产计划，生产线位于美国弗里蒙特的工厂。同时，特斯拉提交了新专利，采用一种新的电池锂化工艺制造电池电级，该电极能够大幅提升电池的性能。特斯拉的自主研发是否会对宁德时代带来冲击，曾毓群表示：“马斯克告诉我，特斯拉希望自己做电池。据我了解，他们的技术路线对我们不会有冲击，双方在共同探讨如何把电池做得更好。”
来源：证券时报
抢先布局固态电池 合众与清陶强强联合打造高品质安全出行
6月7日，合众（浙江合众新能源汽车有限公司）在布局固态电池领域再次迈出重要一步，与清陶（昆山）能源发展有限公司（以下简称“清陶”）达成全面深度合作，共同推进固态电池的研发与应用，加快打造高品质的安全出行。宜春市委常委聂智胜、副市长徐绍荣、市委办公室副主任钟坚、市长督查室主任张怀宇，宜春经济技术开发区党工委副书记彭宜萍、党工委副书记杨荣茂，浙江合众新能源汽车有限公司创始人兼董事长方运舟、合众公司首席研发官王可峰、首席制造官林伟义、首席投资官陈耀光、合众营销公司副总裁刘世伟、合众公司工程研究院总工程师邓晓光，清陶董事长冯玉川、总经理李峥及清陶市场、生产、研发部门等相关领导出席签约现场。仪式由宜春经济技术开发区党工委书记黄建军主持。【签约仪式现场】根据战略合作，双方将以推动固态动力电池装车应用作为核心原则，旨在充分发挥固态动力电池技术潜力，加快固态动力电池整车验证与测试，共同推动和引领行业的发展。清陶将作为合众唯一的固态动力电池合作伙伴，为合众提供高安全固态动力电池解决方案，助力合众旗下产品品牌哪吒汽车为广大用户带来更为安心无忧、畅快便捷的智能出行体验。未来，双方还将共同携手，充分利用各自在新能源研发、制造、服务与应用方面的领先优势，为用户营造安全舒适的驾乘体验，推动新能源汽车产业的持续健康发展。众所周知，电池是新能源汽车的核心部件，其价值占到整车的一半以上，并在整车续航、充电、动力、安全等方面起到决定性的作用。固态电池作为未来电池技术的发展方向之一，具备高能量密度、高安全、体积小、重量轻、制造成本低等诸多优势，同时也将在技术体系、材料体系和工艺上带来新变化。与传统锂电池相比，固态电池采用固态电解质替代传统的易燃电解液，同时可采用金属锂负极和高电压正极等新型材料，拥有极高的发展潜力，被认为是最有可能成为下一代动力电池的技术路线。以南策文院士为核心的清陶团队，是业内公认的国内一流、国际领先的固态电池技术研发团队，近二十年来始终如一的坚持从事固态电池基础技术研发，逐一解决技术瓶颈；并以前瞻的视野，着眼于产业化应用提出清晰的产品路径，有效平衡成本、安全和性能，率先达到了产业化应用的临界点，取得了长期可持续发展的基础。王可峰表示，合众和清陶强强联合，将共同推动固态电池新能源汽车的量产，合众旗下第二款量产车哪吒U也将由此成为全球首款搭载固态电池的量产车。目前，双方已经进行了近两年的联合研发和测试，计划10月份申报工信部公告，年底前量产500台。此次与清陶科技深度合作，标志着合众在固态电池领域迈出了重要一步，将为旗下哪吒汽车在未来的竞争中，先行取得重要的技术领先优势。作为新创车企中唯一一家拥有“双资质”、“双工厂”的车企，合众在整车技术规划上远不止于此，在电池管理系统、智能科技、自动驾驶等领域也取得了领先的突破。今年3月，搭载合众多项前瞻技术的哪吒U正式上市。新车NEDC综合工况续航里程大于500公里，最高续航可达660公里。装备了全球首搭量产的“透明”A柱、小You智能机器人、IME互动呼吸灯、车内生命体征监测系统等400余项黑科技，同时配备L2+级自动驾驶辅助系统以及全车AI语音控制，并在三电系统方面实现了自主研发恒温电池管理系统等多项核心技术突破。尤其是L2+级自动驾驶辅助系统，搭载了MobileyeEyeQ4顶级视觉芯片以及20余项自动驾驶辅助配置，涵盖APA全自动泊车、IACC智能自适应巡航、AEB主动式紧急制动、FCW前防撞预警、LKA车道保持、BSD盲区检测、TJA交通拥堵辅助等，其中APA全自动泊车可以实现5.3米极限小车位泊车，AEB主动式紧急制动可实现40km/h紧急刹停，以远超同级的出众性能，全方位帮助用户应对各种突发复杂应用场景，以极具温度的智能科技让驾驶更安全。如今，合众正持续加大在整车技术、三电系统以及智能科技领域的研发投入，推进中长期技术迭代升级。此次合众与清陶强强联手，将共同加快固态电池的研发与应用，以前瞻布局为用户带来更高品质的出行方案，让高品质的智能电动汽车触手可及。
来源：电车之家
动力电池行业活跃的背后隐藏着什么？
由于新冠肺炎疫情的影响，汽车市场难免平淡和寂寥。但最近一段时间以来，发展相对稳定的动力电池行业却异常活跃。围绕新技术，动力电池企业高调发布、互相较劲，甚至争锋互“怼”。与此同时，我国动力电池行业格局，也因市场的种种变化而产生变数。此外，作为新能源汽车行业的一面“旗帜”，特斯拉也在动力电池领域平静的湖面上不时地投入石子。这种种不平静背后，透露出哪些不同寻常的信息？动力电池创新产品接连面世动力电池行业平静的水面下暗潮汹涌。近日，宁德时代与比亚迪两大动力电池巨头因为针刺试验引发的微博互怼引起圈内热议。抛开孰是孰非，两者相争背后折射出产业发展中动力电池的路线之争。今年以来，刀片电池、无钴电池等新品发布会接二连三，动力电池江湖大戏不断。3月底，比亚迪发布了回归磷酸铁锂产品的诚意之作——刀片电池，其动力电池单体形状扁平狭长似刀片，采用此种电芯结构，具有散热好、体积能量比高、机械强度高等优势。为验证这款新产品的安全性，比亚迪进行了号称动力电池安全性测试“珠穆朗玛峰”的针刺试验。在其发布的视频中，在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃并开始剧烈燃烧，置于其上的鸡蛋被炸飞；传统磷酸铁锂块状电池无明火、有烟，表面温度达到200～400℃，致使鸡蛋被烤焦；比亚迪刀片电池则无明火、无烟，电池表面温度仅有30～60℃左右，置于其上的鸡蛋无明显变化。比亚迪用极具视觉对比效果的“鸡蛋试验”来展示其刀片电池的安全性。比亚迪董事长兼总裁王传福强调，以往对动力电池能量密度不切实际的追求，彻底带偏了行业发展路线，而刀片电池的发布就是要“纠偏”。除安全性能以外，比亚迪宣称，刀片电池续驶里程达到了高能量三元锂电池的同等水平。这主要是通过结构创新来实现的，在成组时可以跳过模组，大幅提高体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。据介绍，相较传统的有模组电池包，比亚迪刀片电池的体积利用率提升了50％以上。5月以来，动力电池行业的后起之秀——脱胎于长城汽车的蜂巢能源发布了两款基于无钴材料的薄片式电芯产品——NMX无钴电池，由此成为全球首家成功研发出无钴动力电池的企业。这款无钴电池的核心特点是在正极材料中彻底去掉了稀有金属钴，使得原来的三元镍钴锰酸锂，变成了二元的镍锰酸锂。据介绍，蜂巢能源无钴电池可以反复充放电2500～3000次，这意味着车辆全生命周期的使用总里程能够达到120万公里，NEDC续驶里程达到880公里。资料显示，蜂巢能源此次发布的115Ah和L6薄片无钴长电芯各具特色：115Ah产品能量密度达到245Wh/kg，匹配590标准模组，能够搭载到目前大部分新的纯电动汽车平台上，其电池包在整车端提供15年/120万公里的质保；L6薄片无钴长电芯容量为226Ah，目前正在与长城汽车的一款高端车型做适配开发。根据规划，115Ah产品将在2021年6月推向市场；L6产品在2021年下半年推向市场。蜂巢能源动力电池国内规划产能18GWh，欧洲电池工厂计划投资20亿欧元，产能将达24GWh，一期项目今年启动，2022年底投产；二期项目2025年投产。蜂巢能源除了供货长城汽车之外，正加速与国内外多家车企推进合作。对于此次发布的无钴电池，蜂巢能源方面表示，已与两家欧洲车企进行合作。另据宁德时代方面透露，该公司去年9月推出的CTP技术动力电池已经量产，后续将继续推广。寻找性价比新平衡是动因在乘用车动力电池领域，三元锂电池和磷酸铁锂电池一直是重要的两大技术路线。此前受新能源汽车补贴政策对能量密度要求的影响，三元锂电池更受市场欢迎，其代表性生产企业宁德时代因此一举坐上年度装机量冠军宝座。相比之下，磷酸铁锂电池虽然成本较低，但能量密度较低，现阶段已接近理论指标极限。不过，这并未妨碍相关企业寻求磷酸铁锂电池的技术突破。目前，我国新能源汽车行业正处于由政策推动向市场推动的转变阶段。在守住安全红线的基础上，动力电池的能量密度与成本成为整车企业选择配套产品时最重要的考量指标。基于这些背景，比亚迪推出刀片电池也就更合乎逻辑了。比亚迪副总裁、弗迪电池董事长何龙指出，既是能量体也是结构件的刀片电池包，与需要模组和梁的传统电池包相比，可使车辆续驶里程从400公里提升至600公里。新能源汽车产业独立研究员曹广平对记者表示，磷酸铁锂电池重新升温，主要原因在于补贴逐步退坡到一定程度后，其性价比优势能够支持降本。对比三元锂电池来看，磷酸铁锂的降本幅度超过20％，车企自然会根据产品性价比作出自己的选择。数据显示，今年前两个月，我国磷酸铁锂电池的产量占比反超三元锂电池。可以看出，具有高安全性、高能量密度和低成本的产品卖点对整车企业的吸引力十足。何龙透露，几乎所有整车企业都在与比亚迪探讨基于刀片电池技术的合作方案。目前，刀片电池将率先搭载在比亚迪“汉”上。蜂巢能源总裁杨红新也对比亚迪的刀片电池给予了肯定。在他看来，刀片电池展示了电池技术创新的多元化方向，为业界开展技术创新提供了参考。同时，在动力电池创新中，材料创新也非常重要，因此从NCM111发展到NCM811，产品在持续减少钴含量降低成本的同时，也在不断提升能量密度。杨红新表示，在乘用车市场，磷酸铁锂电池将占据续驶里程500～600公里车型细分市场，而无钴电池则在续驶里程600～ 800公里车型细分市场中更具竞争力。高镍低钴的NCM811产品成为三元锂电池的发展趋势，国际上主流动力电池企业如宁德时代、LG化学、松下等都在将低钴和“无钴化”作为下一代动力电池技术的研发重点。近日，通用汽车在EV Day上宣布与LG化学合作，计划2021年量产镍钴锰铝（NCMA）四元锂电池，其成本可实现超过30％的降幅。该技术路线是在镍钴锰三元电池的材料中掺入部分铝元素，和目前的NCM523、NCM811及NCA相比，NCMA四元材料的钴含量进一步降低。伊维经济研究院研究总监吴辉认为，无论采取何种技术路线，行业对高能量密度、低成本、高安全性和长循环寿命的追求目标不会变，并将在发展过程中寻求这些指标的平衡。磷酸铁锂电池在降成本和提高安全性方面有优势，无钴或少钴电池在降成本和提升能量密度方面有优势。“行业对于降低产品成本有诉求，加上诸如刀片电池和CTP等新的结构设计方式的改善，磷酸铁锂和无钴电池技术路线有所回潮。”他说。“我认为，磷酸铁锂电池回潮是暂时的，是行业发展的阶段性产物，毕竟它有能量密度的‘天花板’和成本上的‘地板价’，少钴和无钴电池仍是有力的竞争者就是明证。三元锂电池具有更高的能量密度，前几年受相关政策中“电池高能密，整车低能耗”的鼓励，一直占有绝对优势。如今，行业逐步转向市场驱动，车企不得不寻找降本途径。钴是三元锂电池中成本占比较高的材料，全世界开采量受限，其长期在动力电池上使用恐怕不可持续，所以低钴应该是动力电池产业长期的发展方向。”曹广平说。在动力电池技术发展的过程中，一些更为新兴的技术路线也展露头角。5月13日，广汽集团旗下广汽新能源对外宣布，今年底，石墨烯电池量产研发工作将从实验室走向实车，广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。市场重排座次新变数仍在今年以来，全球动力电池市场格局变化明显。韩国市场调研机构SNE Research发布的调查显示，2020年一季度，LG化学成为全球市场占有率第一的动力电池企业，松下和宁德时代分别以25.7％和17.4％的份额位列第二和第三，比亚迪以4.9％的市场占有率位列第六。与去年一季度相比，中国前两大动力电池企业的全球市占率都有所下降，日韩动力电池企业发展迅猛。“今年一季度，由于国内疫情和春节的影响，市场本身萎缩，从而导致宁德时代的出货量减少。但同期，海外疫情尚未大规模暴发，导致了LG化学等海外企业出货量大增。”吴辉对记者表示，现阶段国内产业发展恢复良好，在这种情况下，国内动力电池企业的市占率二季度有望回升。据了解，欧洲等市场近一段时间以来不断加大新能源汽车的推广力度。数据显示，2019年，整个欧洲在电动汽车领域的投资达到了600亿欧元（折合人民币约5000亿元），同比整整高出了近20倍。这种高歌猛进的势头似曾相识，也推动今年一季度欧洲电动汽车销量反超中国。根据欧洲汽车制造协会（ACEA）的统计，2020年一季度，整个欧洲地区的电动汽车总销量达到22.8万辆；中国汽车工业协会（以下简称“中汽协”）发布的数据则显示，同期中国新能源汽车的销量为11.4万辆，仅为欧洲市场的50％。在曹广平看来，宁德时代今年一季度全球市场占有率跌落第三位，表面上是受疫情及国内市场补贴退坡的影响，但更应该重点关注日韩电池企业更多地是依靠国际市场、国内动力电池企业更多依赖本土市场的因素。“补贴逐步退坡，让新能源整车企业的竞争格局发生了变化。随着行业发展转向市场驱动，外资和合资企业的市场份额将逐步提升，这在一定程度上说明，自主新能源整车的实际竞争力在补贴期间并没有明显的提升。一旦外资和合资品牌新能源汽车份额提升，必然会导致外资动力电池企业的机会增加，其供应电池的份额也将增加。”吴辉表示，国内动力电池的龙头企业未来还是要抓住优质客户，包括优秀的自主品牌车企、合资和外资车企以及海外市场，才能保证出货量的增长，毕竟未来中国新能源汽车的竞争格局大概率还会与传统燃油车一样，由外资和合资车企占据相当一部分市场份额。好消息是随着疫情得到控制，国内新能源汽车产业恢复速度加快。中汽协数据显示，今年4月，我国新能源汽车产销分别完成8.0万辆和7.2万辆，环比增长31.6％和9.7％，同比下降22.1％和26.5％，同比降幅较上个月分别收窄34.8个百分点和26.7个百分点。为进一步促进新能源汽车产业的稳步回升，工信部、科技部等四部委4月23日发布完善新能源汽车财政补贴政策的通知，明确将新能源汽车推广应用财政补贴政策实施期限延长至2022年底。在补贴条件上，2020年将保持动力电池系统能量密度等技术指标不做调整，适度提高新能源汽车整车能耗、纯电动乘用车纯电续驶里程门槛；未来，将加大新能源汽车政府采购力度，进一步推动落实新能源汽车免限购、免限行、路权等支持政策。同期，工信部发布了《2020年新能源汽车标准化工作要点》指出，为保障新能源汽车健康发展，对动力电池领域开展满足不同需求的动力电池安全试验方法标准的预研，加快动力电池电性能和循环寿命相关标准的立项。行业人士普遍表示，新能源汽车补贴政策延长和补贴标准进一步精准化，将有效推动汽车企业进一步提升产品和技术水平，同时刺激新能源汽车消费，提振消费者信心，推进汽车市场加速回暖。特斯拉“电池日”效应留下悬念作为新能源汽车行业的领头羊，特斯拉的每次动作都能带来波澜：一句无钴化引得钴业股接连下跌，磷酸铁锂概念股接连上涨；随后一句“无钴不代表一定是磷酸铁锂”又让业内陷入对超级电容的猜想。这主要因为特斯拉在去年收购了超级电容和电池制造公司Maxwell。公开资料显示，Maxwell主要专注于研发干电池电极和储能系统。目前，Maxwell是全球第一的超级电容器制造商，在电池业务方面拥有著名的干电极技术专利＋超级电容。Maxwell方面表示，其干电极技术能将电芯的能量密度提升至300Wh/kg以上，未来有可能进一步增加至500Wh/kg。不过受疫情等因素影响，特斯拉原定于4月举办的超级电池日一再推迟。近日，特斯拉首席执行官马斯克表示，从4月推迟到5月举行的电池日将再次推迟，原因是“出席人数太少”。此前，有消息人士透露，特斯拉将在电池日上主推Maxwell的干电极技术，在降低电池成本的同时提高能量密度和续驶里程。此前，兴业证券也作出预测，特斯拉电池日的主推技术大概率为Maxwell生产的采用新型高镍正极＋预锂化负极＋干电池技术＋超级电容的新型锂离子电池以及采用CTP技术的超级磷酸铁锂电池两款产品。兴业证券的研究报告指出，超级电容器能量密度提升非常有限且成本较高，未来无法取代锂电池地位，即使超级电容器＋锂电池技术有所突破，也不会改变正极材料体系，对钴锂并无影响。吴辉也表达了类似看法。在他看来：“超级电容并非新兴产物，能量密度低是致命缺点，只能作为动力电池的补充和配合，不会给动力电池行业带来实质的影响。”与传统锂电池相比，干电池的电极技术制备工艺不同，可以达到降低成本，提升电池容量的效果。但目前干电池产业化仍存在较大壁垒，其生产存在制作的极片易脱粉和倍率性能差等问题。“从目前信息来看，干电极、预补锂、单晶化工艺以及长寿命、低成本的动力电池技术，为特斯拉品牌做了很好的支撑。如果这些技术以及特斯拉还没有公布的更多技术秘密足以使特斯拉掀起全球电动汽车的新一波热潮，其对行业产生的影响将极其深远。”曹广平这样说。实际上，特斯拉在行业的作用更多的是“风向标”与“强心针”作用。毕竟在传统动力仍占据主导地位的当下，良好的新能源汽车产业预期显得格外重要。中国动力电池供应链和特斯拉的关系仍将以优势互补为主，符合市场需求、技术实力强大、管理水平先进的供应商，有望抓住产业发展红利。
来源：中国汽车报
固态电池技术：哪些接近商业化，还需要多少年？
随着新一轮的资金投入，Wildcat Discovery Technologies正在积极扩建设备厂，成立电池团队并加倍投入有前途的固态电池研究项目。我们曾向储能专家请求澄清固态电池的过度宣传。每当《充电》杂志需要更好地了解最新的电池技术的复杂性或电池材料行业的细微差别时，我们首先会咨询Wildcat Discovery Technologies。这批储能科学家具有独特的行业视角，因为他们利用自己专有的高通量的研究平台来帮助其他公司，通过快速开发新材料改进电池。Wildcat在寻找更好的电池材料中占领导地位，该公司的组合化学技术可以比标准实验室快10倍的速度制造和测试原型电池，这一过程非常适合优化材料，似乎有无限的配方可能性。其结果是，Wildcat不仅了解所有顶尖电池化学组成的深层技术细节，而且对被认为下一代技术的商业化时间线表示有更多期待。在过去十年中，随着电池技术的发展，Wildcat一直都很忙碌。Wildcat最近完成了一笔超过2千万美金的新一轮投资，在新的设备厂升级实验室，聘请顶尖电池专家，开始R&D平台认证，并将其内部项目扩展到固态电池技术的关键领域。我们偶然发现在固态电池技术中有许多夸张的新闻稿和令人困惑的术语/概念。所以《充电》近期与Wildcat讨论最新的电池研究，其中包括固态电池的竞争和最高奖项：一个固体电解质电池锂金属阳极。01固态状态目前新能源汽车中使用的大多数电池都是液态电解液，但研究人员正在寻找固体替代品有两个原因：1. 液体电解液是易燃的，更换它们将大大提高电池的安全性。2. 使用新型阳极，固体电解质可以获得更高的能量密度。在媒体上产生很多混乱，因为固态的说法通常用于形容某种当前的可用技术发展的电池（例如，使用石墨阳极的固态电解质）以及在性能上有飞跃提升到理想型电池（例如，在锂金属电池中使用固态电解质）。随着技术不断推进，石墨阳极固态电池在新能源汽车的应用趋近商业化，而理想型锂金属固态电池仍需要很多年。Wildcat首席科学家Dee Strand解释说道：“固态电解质在电池应用中并不新鲜，比如微型固态电池可能集成在笔记本电脑的电路板或其他电子应用中。但是，那些微型固态电池不适合大尺寸的汽车电池。”这些类型的电池大多属于固态标准阳极类别。一些电动汽车制造商声称，一两年后，固态电池将出现在他们的汽车中，这也是事实。这很可能是石墨阳极设计的一些发展。明确地说，固态石墨阳极电池确实提供了一些很大的优势，包括提高了安全性。然而，能量密度的提高和成本的节省通常是递增的。真正革命性的进步将在固体电解质电池锂金属阳极准备商业生产。在媒体上产生很多混乱，因为固态的说法通常用于形容某种当前的可用技术发展的电池以及在性能上有飞跃提升到理想型电池。02付出努力开发可在新能源汽车应用固态电池不是件易事。固态电解质材料必须具有高离子导电性，这样锂离子才有快速来回移动性；必须具有电极稳定性；需要与阳极和阴极形成良好的界面；可大批量生产。寻找一种结合所有这些特性的固态电解质材料是非常困难的。2011年，法国运输公司Bolloré推出一款Bluecar，这是一款专为巴黎新能源汽车设计的共享服务。Bluecar采用锂金属聚合物（LMP）电池与固态电解质结合。然而，正如Strand指出，Bluecar在固态新能源汽车电池上并不是必定能成功的事。Strand说：“他们使用固体聚合物电解质，但是电池必须被加热到60℃才能使电解质工作，而且他们的汽车在车队中使用，所以他们受到很好的控制。”Strand并不了解其他主流汽车制造商在生产汽车使用过固态电池，但是许多公司都在积极探索这项技术。例如，丰田对使用硫化物电解质的固态电池进行研究。在去年10月丰田首席技术顾问Shigeki Terashi告诉Autocar：“我们将生产一款使用固体电池的汽车并在2020年公布，但固态电池的大批量生产将会推迟一些。”Strand说：“硫化物的优势在于它具有高导电性，缺点是阳极或阴极存在稳定性问题，所以必须要有一层保护涂层。从生产商的角度来讲，硫化物也是极具挑战性的，如果硫化物暴露在潮湿环境中会产生有毒气体，因此硫化物产生的一些安全问题需要解决。”固体电解质的其他材料包括聚合物和陶瓷。然而，那些解决方案没有一个进入到新能源汽车的规模生产，在短期内，固体电解质的其他材料很可能采用某种形式的石墨阳极取代金属锂的阶梯式改进。Wildcat企业发展副总Jon Jacobs告诉《充电》：“使用传统石墨阳极电池的固态电池的价值主张更加有限，与普通锂离子电池相比，这种电池在能源方面并没有真正带来巨大的改善，但它可能会带来一些安全方面的好处。传统石墨阳极的固态电池可以成为理想型电池的敲门砖，可以用金属锂代替石墨阳极，你将会取得巨大进步。”03锂金属阳极的挑战金属锂阳极电池具有较高的理论比容量，可高达3860mAh/g（是石墨阳极372mAh/g的10倍）；密度低达0.59g/cm3（石墨阳极的密度是2.26g/cm3，金属锂阳极电池较低）。Jacobs解释道：“要想在全固态电解质采用金属锂是件非常非常难的事，据我所知，没有人真正接近使用锂阳极和固体电解质电池来满足电动汽车苛刻要求的商业应用。”Strand解释道：“当你有一个锂金属阳极，将锂去掉，然后又一遍一遍地重新镀上，最终得到的不是一个完美的金属锂，你最终得到的只是看起来像是一堆苔藓类型、针状物和有孔隙的东西。”不需要的生长被称为树突。通过反复的充电和放电循环，这些尖的树枝状结构形成在锂金属的顶部。 “固态电池的价值主张采用传统石墨阳极电池是很局限性的。传统石墨阳极的固态电池可以成为理想型电池的敲门砖，可以用金属锂代替石墨阳极。Strand继续说道：“这会产生很多问题，然而，使用锂金属和全固体电解质，对于高活性材料来说，你有很大的表面积。你有针状的树突，穿透隔膜，使电池短路，一般来说，你的电池不会持续很长时间。”锂阳极的挑战，加上固体电解质的挑战，使得通往理想固态电池的道路充满挑战。然而，根据Jacobs的估计，这些问题可能更容易一次解决一个。“这就是为什么研究人员采取两种基本途径来逐步解决这些问题。”第一种途径是上述的固态电解质和石墨阳极法。第二种方法是使用锂金属阳极，但要找到稳定的非固体电解质——传统的液体或半固体凝胶。然而，这两种选择都不理想。液体电解质会出现枝晶生长，导致低循环寿命。根据Jacobs的说法，凝胶状电解质会好些，但也仅仅是好一点。Jacobs还说：“凝胶电解质是一种固态电解质，但实际上混合少量的易挥发的传统液体电解质。然而，当你开始把它放进去的时候，你已经消除了全固态电池的一个优点，那就是安全组件，你可以消除这些不稳定的东西。这种解决方案可能会找到一个有前途的市场，但并不是主流汽车制造商所期待的。”04Wildcat的研究在2019年，Wildcat获得美国能源部（DOE）的资助追求固态电池技术。价值高于122万美金的资助款有助于Wildcat的内部研究项目，由于与合作伙伴合作的项目数年创纪录，Wildcat开始接受那些商业合同。Strand说：“有了新的资金资助，我们有能力将高产出工具应用于更持久、更大的内部。”Jacobs补充道：“另外，我们还在美国能源部（DOE）的资助上增加大量自有资金，这现在是Wildcat的一项重点项目。对我们来说是一项大型项目。”根据Strand的说法，Wildcat的内部研究主要包含三大主要方向。其中两大方向都是理想型电池的敲门砖：锂阳极的稳定性，开发固态电解质材料。能源部的拨款，旨在进一步发展固态电池技术，将用于这些努力。Strand说：“我们正试图解决锂金属阳极的能源和安全问题。同样，我们面临的挑战是如何剥离和电镀锂，而不是以一堆细枝、苔藓和多孔材料告终。为此，我们正在尝试在锂上添加保护层，这样可以将材料固定，通过保护层仍然可以剥离和镀锂。”关于固态电解质，Wildcat正在采取一种将聚合物与陶瓷相结合的混合方法。Strand说：“很难找到一种对固态电解质所有性能都合适的材料。这就是我们为什么会选择复合材料的原因，挑选性能最好的聚合物与性能最好的陶瓷结合。”Wildcat的第三种途径是开发高能无钴阴极材料，被称为无序岩盐阴极。Strand解释道：“我们在阴极材料商取得很多很好的发展，像是在提高阴极导电性或功率性能上。我们现在开始通过了解基本失效机制提高电池循环寿命。”事实上，Wildcat希望通过这三种途径看到一个有锂阳极和无序岩盐阴极的固态电池。Strand说：“但是我们也相信锂阳极和无序岩盐阴极都具有很好的市场价值。”05新设备，新投资，新员工，新商业模式Wildcat的研究通过公司的高通量平台或HTP推动。Wildcat首席执行官Mark Gresser解释道：“我们正在努力解决我们高通量平台的能源和安全问题，这是一个多种不同设备的组合，可以让研究人员从材料合成的最初阶段一直到全电池组装和循环测试。这是一整套由野猫团队自己设计和制造的定制设备。这使得我们的科学家能够以如此独特的方式进行研究。”2018年，Wildcat更新HTP,与此同时在将更大的设备厂转移到圣地亚哥。新设备厂占地23,000平方英尺，65%的空间容纳HTP的几项改进。Gresser继续说道：“我们已经有了一个环境干燥的房间和一个电池原型，所以我们现在有能力制作单层电池组和多层结构电池组，这是验证来自我们高通量平台的发现的一个很好的方法。”很难找到一种对固态电解质所有性能都合适的材料。这就是我们为什么会选择复合材料的原因，挑选性能最好的聚合物与性能最好的陶瓷结合。改进的HTP还具有更好的自动化性能。Strand补充道：“我们有很多自动化技术，但我们都做了大幅度改进，更重要的是，我们现在可以通过一个集中数据库连接起所有的信息。现在，科学家们可以通过他们的笔记本控制检测设备。他们可以做所有的实验设计，运行设备，完成他们之前做不到的实验。”扩建设备厂在Wildcat不是一件唯一的新消息。公司近期还吸引了新投资商，其中有总部位于美国堪萨斯州威奇托的美国科氏工业集团 (Koch Industries)的Flint Hills Resources和新型电池制造商InoBat。Wildcat的商业模式是通过利用HTP对客户进行调查研究。根据Jacobs表示，越来越多的客户签订了2-3年的长期协议。这些新类型的筹备是Wildcat研究的理想选择，因为公司的原料发现过程会开拓很多意想不到的领域。
来源：中国国际电池展
三星研究院在高性能长寿命全固态电池领域取得重大突破
以金属锂作负极的全固态锂金属电池在理论能量密度和安全性上都远优于传统锂离子电池。然而，锂负极不受控的枝晶生长以及低库伦效率严重制约了锂负极全固态锂金属电池的实用化发展。因此开发高性能负极材料成为了全固态电池研究领域热点。三星高等研究院In Taek Han研究员带领的研究团队联合日本三星研究院设计开发了一种独特的银-碳（Ag-C）复合负极，替代锂（Li）金属负极，结合硫银锗矿（Argyrodite）型固态电解质制备了软包的全固态电池，获得了高达942 Wh/kg能量密度，且能够保持稳定循环超过1000余次，在电动汽车等高比能储能应用领域具备广阔应用前景。相关研究已经表明，相比传统石榴石型固态电解质，Argyrodite型固态电解质具备更加优异的离子导电性、柔软特质、机械性能。因此研究人员通过机械加压方法制备了Argyrodite型固态电解质（Li6PS5Cl），导电率测试显示，其室温离子导电率超过1 mS/cm，表现出优异的离子导电性。随后利用湿化学法在不锈钢集流体上制备了Ag-C复合负极并对其对金属Li的沉积-剥离过程影响进行了研究，充电后扫描电镜测试发现，在无Ag-C复合电极的不锈钢集流体上明显观察到了Li不均匀沉积和枝晶形成，相反在含有Ag-C电极不锈钢集流体上则观察到了Li的均匀沉积，主要原因是Ag改善了导电性降低了Li成核能垒促进了Li的均匀成核。放电后，含有Ag-C电极不锈钢集流体锂沉积全部分解，这表明了Ag-C电极有效调节金属锂的沉积-剥离过程，避免枝晶形成，有助于电池寿命的延长。接着以Argyrodite型固态电解质作为电解质，以比容量超过210 mAh/g、面积容量高于6.8 mAh/cm2的高镍层状过渡金属氧化物（LiN0.9Co0.05Mn0.05O2,NCM955）作为正极、Ag-C复合材料作为负极组装成双层堆叠式软包电池，并利用等温静压技术来改善固态电解质与正负极之间的界面接触。此外，为了避免正极材料在高压下的界面副反应，研究人员在NCM955正极表面包覆了一层厚度为5 nm的氧化锂-氧化锆（Li2O-ZrO2）复合物涂层。在0.5C电流密度下进行充放电循环测试，结果显示电池放电比容量高达5870 mAh，能量密度942 Wh/kg，平均库伦效率高达99.8%，且能够保持稳定循环超过1000次，表现了优异的电化学稳定性。研究人员还测试各种不同高温下电池稳定性，结果显示电池表现出良好耐高温特性，且该电池体积仅为同样容量传统锂离子电池一半。图1基于独特银-碳复合负极的全固态电池该项研究精心设计和制备了独特银-碳复合负极，替代锂金属负极，结合硫银锗矿型固态电解质制备了全固态电池，获得了高达942 Wh/kg能量密度和99.8%平均库伦效率；此外银-碳电极有效调节金属锂的沉积-剥离过程，避免枝晶形成，显著提升了电池寿命，稳定循环超过1000余次，推动固态电池技术向商业化迈出关键一步。相关研究成果发表在《Nature Energy》[1]。[1] Yong-Gun Lee, Satoshi Fujiki, Changhoon Jung, et al. High-energylong-cycling all-solid-state lithium metal batteries enabled by silver–carboncomposite anodes, Nature Energy, 2020, DOI: 10.1038/s41560-020-0575-z
来源：先进能源科技战略情报研究中心
