500天后,燃油车退出之时?

500天后,燃油车退出之时?
2024-05-27 22:40:27 BusinessCars

前几日,上汽集团立下一个军令状,大干500天,实现全固态电池的产线贯通。

这个军令状,可谓是“震惊四座”。

因为都知道,全固态电池是电动化最终的趋势和落点,但是想要走到这个所有人都知道的终点,实在是太难了。

五年?十年?或者更久。

就连电池大王宁德时代也不敢给出具体的时间。即便,宁德时代一再强调已经在固态电池的研发上下了十多年的功夫,也只敢说“目标是到2027年达到7-8分的水平,意味着可以小批量生产全固态电池”,同时仍然要面对成本的问题。

是上汽集团夸大其词吗?

其实,也不算是。

从一些公开的资料可以看出,丰田、松下等企业自2008年就开始研发以硫化物为电解质的全固态电池,预计2027年左右可量产上车。在产业化的时间表上,丰田、松下和宁德时代基本算是站在了差不多的时间线。

只不过,上汽集团的意图,是希望能够在丰田、松下等企业量产上车之前,实现固态电池的产线贯通。也就是说,上汽集团准备投入巨资和精力,500天把这事干明白,也就是2025年,比其他企业提前一到两年。

就像上汽清陶总经理李峥所说的那样,全固态电池领域已形成一个新的竞争局面,“谁能够真正率先量产,谁就会占据新的主导权。”一旦掌握主动权,全面颠覆燃油车的时候,也就到了。

但是,固态电池就像一道窄门,怎么过,还有九九八一道难关。

500天干成?

3月25日,上汽智己官宣,行业首个准900V高压超快充固态电池实现量产上车,在智己L6(配置|询价)上首发搭载,充电10分钟,续航超过1000公里。该电池由上汽与旗下清陶能源联合开发,基于自研专利固态电解质材料。

此消息一出,业内纷纷表示不相信,觉得智己在玩文字游戏。智己汽车联席CEO刘涛回应说,“文字游戏不是我们擅长的,唯有技术创新迭代才能推动时代进步,智己就是要用实际行动来践行。”

关于是否在“玩文字游戏”,各有各的说法。不过,有个说法得到了很多人的认可,“智己L6搭载的清陶能源电池组不是传统意义上的‘全固态电池’,称之为‘低电解液配方电池’可能更合适。”

李峥在讲解这块电池的时候,是这样表述的。“固态电池中依旧需要液体成分润湿极片、方便电子在极片间运动。”其中,“润湿剂”的质量占比约为电池整体的10%,锂离子电池是约为15%。

业内共识是根据电解质液含量的不同,电池分为液态(10-25wt%)、半固态(5-10wt%)、准固态(0-5wt%)和全固态(0wt%)四大类。半固态、准固态和全固态,统称为固态电池。

上汽集团的“固态电池”液体含量处于“半固态电池”定义的下限门槛,严格来说不能算是“全固态电池”,不过能减少5%左右的总液体含量,已经是一次巨大的技术提升。

在上汽集团的“三步走”战略里,其实也给智己L6搭载的“固态电池”留下了一些余地。

上汽集团表示,将电池液含量控制在10%wt,是第一阶段的产品。第二阶段产品,是把液含量控制在5%wt,第三阶段是电池内液含量为0,也就是达成真正的全固态电池。

干成这三个阶段,上汽集团给了自己500天。的确,很难的一件事。

难在哪?

在此,借用此前宁德时代总结的“3个路线”:技术路线、产品路线、商品路线。先看技术上是否成立,能否打通;再看变成产品之后的安全性、可靠性等;最后还要算看本问题。

从整个行业来看,目前全固态电池处于技术路线还未贯通的阶段,距离“产品路线”还有很长的路要走。这个时候,上汽集团就宣布2025年量产新一代固态电池,并应用到智己、飞凡、荣威、名爵车型上,达到10万辆规模。

这个时间进度,甚至是全球最早。是不是太大胆了?

甚至,比在全固态电池领域起步非常早的日本,还要早上两三年。日本在全固态电池领域起步早,且知识产权积累非常充分,在国际专利领域占68%。

一向最积极涉足全固态电池开发的日本企业,也都在一直不断推迟量产时间。

在全固态电池领域现有专利超过1000件的丰田,量产时间一直往后推迟。全固态电动车进行路测时,丰田也承认了困扰电池的循环问题没有全面解决。

计划2024年在日本横滨建立首家全固态电池试点工厂的日产,量产的日期定在了2028年。目前,量产固态电池还面临生产难度大和生产成本高等难。

宁德时代也曾表示,深耕10多年,仍然难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。

“但是,还没有真正进入量产阶段,就意味着谁就有机会做那个突破者。”业内人士表示。

上汽集团想做那个突破者。

随着上汽决定加速“卷”全固态电池,其他车企也纷纷跟进,都想构建起技术壁垒。目前,已宣布固态电池量产计划的车企有10多家。不过,每一家的时间表,都是距离量产至少还有两三年的时间。

都给自己留了“余地”,为什么?

这道窄门,不好走

固态电池,之所以被视为“全面颠覆燃油车”的利器,是因为三大优势,安全性、续航里程、电池成本,这也是当下电动车的三大痛点。

相比液态电解质来说,固态电池采用固体电解质,不易燃烧和爆炸,从根源上消除了安全隐患。再加上,通过应用更高比容量的正负极材料,打破锂电池能量密度的限制,可以轻松突破1000公里。

李峥表示,“由于固态电池更加稳定安全,使用的温度区间大幅拓宽,在电池材料体系稳定可靠的前提下,可以使用更高容量的正负极材料,在更轻更小的电池系统中储存更多的电量。”

全固态电池还有一个好处,不需要热管理,温度区间非常大,从零下40度~100度性能都差不多,不像液态电池到了低温零下20度性能就不好了。

在成本上,“全固态电池的成本有望实现40%的降幅。”李峥表示,目前在一辆电动汽车中,电池系统的成本约占40%,正极材料则占到整块电池成本的40%,固态电池可以拓宽正极材料的选择,提供了清晰的降本逻辑。

确立固态电池的路线非常重要,目前在国际市场,中日韩欧美正在激烈角逐,固态电池是下一代电池的首选方案。

谁想要实现抢跑。

优势,都知道。难度,也都知道。

目前,固态电池的工艺还不成熟。已经搭建起10Ah级全固态电池验证平台的宁德时代,认为要实现全固态电池产业化,仍需要解决固界面、锂金属负极应用、硫化物电解质在空气中不稳定和合成成本较高,以及全固态电池生产工艺等四大难题。

固态电解质,是固态电池的核心,电解质材料的选择,与电池的各项性能指标功率密度、安全性能、循环寿命等,都有着密切的关系。

目前,丰田、宝马等企业都选择硫化物固态电解质作为核心技术路线。但是,在硫化物电解质材料这一关键课题上,包括丰田在内的全球车企一直未能破局。

不过,材料上的科学问题,上汽集团表示已经解决了。“不是说每一条材料技术路线的科学问题都解决了。”李峥说,“是我们选的这一条已经解决了。”

怎么解决的?解决到什么程度,李峥没说。

除了电解质的难题,能量密度是电池研究的又一重要课题,也是技术更新换代的标志。“没有任何液体之后,对于整个电池材料体系的致密程度要求非常高。”

日产固态电池开发负责人此前表示,“固态电池能量密度是目前锂电池的2倍,就像一个更危险的潜在‘炸弹’,如果发生重大事故,固态电池可能会比现在的电池更具灾难性。”

所以,要慎之又慎。

数据显示,市场上的磷酸铁锂电池单体能量密度,以宁德时代的NCM811电池为例,最大单体能量密度可达245Wh/kg。三元锂电池单体能量密度,以比亚迪三元锂电池为例单体能量密度最大可达219Wh/kg。而全固态电池可以达到300~400Wh。

“全固态电池在能量密度和安全性等方面表现优异,但是想要突破技术壁垒,实在很难。”上汽集团透露,实验室样品已经具备不错的性能,但是从实验室到量产,还需要攻克很多难点。

比如,工艺和装备需要革新,制造能力稳定性需要提升。传统的液态电池的生产线,是不可能用来制造全固态电池的,因为全固态电池的生产环境要求极端严苛,生产过程极端繁琐复杂,但良品率低下。

“最大的难点就是克服工艺设备的稳定性和自身的制造能力,任何制造缺陷都会直接反映到最后电池的性能上,这个要求比以前高很多。”李峥表示。

想要攻克良品率的问题,必须要投巨资重建一整套的全新生产线。“全固态电池对制造的缺陷相当于零容忍,对于制造能力的要求和制造品质的要求就会非常高。”据悉,上汽首条全固态电池量产线将于2024年三季度开工,预计2025年下半年完工并投产。

无论从哪个角度来说,都很花钱,还要有底气去承担巨大的沉没成本。

美国电动汽车初创企业Fisker,曾表示将放弃固态电池研发。创始人亨里克·菲斯克认为,“固态电池技术,是当你觉得已经完成了90%,几乎快达到目标了,然后意识到剩下的10%比前面的90%困难得多,因此我们选择放弃,因为真的无法落地。”

然而,放弃之前,Fisker已经对固态电池已进行了数年的研发,原计划在一款新车上搭载固态电池。的确,很多企业倒在了10%的路上。

不过,就像亚马逊创始人贝佐斯所说,“如果你做一件事,把眼光放到未来三年,和你同台竞争的人很多;但如果你的目光能放到未来七年,可以和你竞争的人就很少了。因为很少有公司愿意做那么长远的打算。”

而且,军令状已下,开弓没有回头箭。当然,上汽也不准自己回头。

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