最近在检索固态电池信息时,看到奔驰的固态研究组Team leader Hansen Chang介绍了梅赛德斯-奔驰在研究层面对于固态电池的一些看法。从目前的来看,奔驰、宝马这两家豪华车企业的共同特点是都在布局下一代固态电池的研究(RD In-house)。
· 奔驰
和Stellantis探索在欧洲建超级电池工厂,投资Stellantis下属的ACC以后,主要推动下一代电池的研发和储备,固态电池主要投资辉能和Factorial Energy,目前通过这两家合作伙伴共同开发下一代固态电池。并且在电池阳极材料方面大力投资,争取做高能量密度和提高快充速度。
· 宝马
宝马战略很清楚,开始尝试转向圆柱电池,并且是唯一个没建设电池工厂的欧洲车企(但是建设了很大规模的电池中试线),固态电池通过投资SolidPower,目前深化SolidPower的合作,计划在2022年装车测试,2025年前推出固态电池原型车,2030年前用于量产车。
图1 两家德国豪华车企的电池布局
PART 1:奔驰对于前沿电池的判断
根据电动汽车的动力电池路线进化来看,能量密度目前2022年大概在500-700Wh/L的水平,前沿的高能量密度电池则为700Wh/L,从传统的标准化(Lib standard)使用的动力电池开始,慢慢会切入前沿电池(Post LiB),到2030年冲击1000Wh/L级,实现更高能量密度的电池。
备注:这个数据是按照25度,1/3C测试条件得到的体积能量密度Vol Energy Density。
图2 奔驰对电池能量密度进化趋势的判断
未来梅赛德斯-奔驰将开发出比传统锂电池技术更安全、能量密度更高的固体电解质材料。代替高度易燃的有机电解质使用时,安全性和稳定性会有所提高,让高能量密度材料的使用成为可能。
与目前的锂电池相比,采用硫化物电解质的固态电池在安全性等方面更胜一筹,聚合物电池适用于功率类型电池(适用于高倍率)。氧化物电解质电池的优势在于高温下的高安全性和高能量密度。未来,硫化物电解质固态电池有望应用于汽车领域,但仍存在部分问题需解决。
目前来看,奔驰主要通过研究,还是把固态电池技术框定在研究储备领域。
图3 不同固态电解质的路线
在奔驰看来,固态电池有一下战略价值——
· 提高能量密度和提高安全性
· 实现不同车辆的差异化(高端车型)
· 内部进行研发(In house ASSB R&D),开发材料和电池原型
图4 奔驰的固态电池DNA
PART 2:固态电池的前景
实际上固态电池已发展了很多年,但目前来看,尽管很多企业宣布投入了很多的资金,然而还是处在起步阶段,随着欧美固态电池初创企业上市,在过去这一年中都没有达到一个可以装车担当重任的状态,所以目前这些创业企业和车企都计划在2025年之前将固态电池商业化(初步上车)。
从合作的车企来看,哪怕固态电池的商业准备将于2025年开始(这个时间点车企可能会以一个很高的价格买单),我觉得在2025-2030年的这段时间,重点观察的还是一些豪华车企的进展,他们需要把电池的体积能量密度做高、把电池做轻,这样有利于把整车的整备质量做低,从而提高车辆的操控性。从目前我们国内的固态电池企业来看,由于传统电池的规模已经非常大,需要把自己的产能也快速提升,从小批量进行生产测试和迭代,快速提高。而半固态电池的这一批,都开始建设产能——从2GWh往上到5GWh来规划。
小结:随着电池成本成为一个非常关键的因素,大家更愿意期待钠电池的低成本表现,而固态电池多年停留在概念阶段已经让大家开始有所怀疑,聚焦半固态电池(凝聚态)可能更现实一些。