這一次,燃油車的天是真塌了!電動汽車零下30度也能純電續(xù)航1500公里,充電10分鐘續(xù)航1000公里,這誰受得了?
2月份,比亞迪、長安、一汽等主機廠紛紛宣布:全固態(tài)電池將于2027年示范裝車。這一“電動車終極技術(shù)”,兼具高能量密度和安全性,已成為全球產(chǎn)業(yè)鏈爭奪的戰(zhàn)略高地。
技術(shù)顛覆:安全性、續(xù)航、耐低溫
固態(tài)電池的顛覆性源于其對傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的全面超越。當(dāng)前液態(tài)鋰電池能量密度為200-300Wh/kg,而固態(tài)電池已突破500Wh/kg。同樣體積下,搭載固態(tài)電池的電動車?yán)m(xù)航里程可輕松突破1500公里,徹底終結(jié)里程焦慮。
安全性則是另一張王牌。固態(tài)電解質(zhì)耐高溫、不燃爆的特性,可將自燃事故的概率降至傳統(tǒng)電池的二十分之一。且固態(tài)電池在零下30℃的環(huán)境仍能保持90%以上性能,充電速度更快,壽命更長,這些特性直擊當(dāng)前電車的痛點。
若固態(tài)電池普及,將迅速替代傳統(tǒng)液態(tài)電池。一旦電動車不存在續(xù)航與補能瓶頸、安全性得到提高,燃油車最后的優(yōu)勢將被瓦解,傳統(tǒng)車企的發(fā)動機技術(shù)積累將徹底貶值。這正是大眾、豐田等巨頭重金押注固態(tài)電池的戰(zhàn)略邏輯。
量產(chǎn)競速:半固態(tài)電池成過渡方案
盡管前景誘人,固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化仍面臨多重挑戰(zhàn)。全固態(tài)電池因材料體系未定型、界面穩(wěn)定性不足及制備成本高企,短期內(nèi)難以突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸。
主流廠商采取技術(shù)折中策略,選擇兼容現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈的半固態(tài)電池作為過渡方案,通過部分保留5%-10%的液態(tài)電解質(zhì),在能量密度與安全性間取得平衡,但其本質(zhì)仍屬液態(tài)鋰電體系,成為當(dāng)前最可行的產(chǎn)業(yè)化路徑。
目前,主流固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線主要分為三種:
1、氧化物體系:綜合性能均衡,電導(dǎo)率適中,穩(wěn)定性適配車規(guī)需求,產(chǎn)業(yè)化進展最快。
2、硫化物體系:電導(dǎo)率最高但穩(wěn)定性差,量產(chǎn)需突破環(huán)境控制與成本瓶頸。
3、聚合物體系:工藝兼容性強,但電導(dǎo)率受限,限于特定場景。
全球企業(yè)的戰(zhàn)略抉擇
全球固態(tài)電池研發(fā)產(chǎn)業(yè)化加速,技術(shù)路線分化顯著:中國快速落地半固態(tài)產(chǎn)品,推動全固態(tài)研發(fā)。日本憑借先發(fā)優(yōu)勢全力布局硫化物體系,歐美推進技術(shù)合作,韓國快速跟進,梯次競爭格局成型。
中國市場:
中國依托完善的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈,在氧化物體系快速推進產(chǎn)業(yè)化落地,2024年已有廣汽昊鉑、智己等多款車型搭載半固態(tài)電池上市。國內(nèi)較為頭部的固態(tài)電池企業(yè)清陶能源、衛(wèi)藍(lán)新能源等均聚焦氧化物基固液混合技術(shù)路線。
車企競爭則聚焦產(chǎn)業(yè)化節(jié)奏把控。比亞迪的全固態(tài)電池計劃2027年示范裝車,通過產(chǎn)線兼容策略實現(xiàn)半固態(tài)到固態(tài)電池平穩(wěn)過渡,2030年實現(xiàn)“固液同價”量產(chǎn)。
傳統(tǒng)車企中,長安汽車推出"金鐘罩"全固態(tài)電池,規(guī)劃2025年完成樣件開發(fā),2027年啟動量產(chǎn),2030年全固態(tài)量產(chǎn)裝車。一汽、奇瑞等車企均規(guī)劃2026-2027年實現(xiàn)裝車應(yīng)用。
作為全球動力電池龍頭,寧德時代的態(tài)度則相對謹(jǐn)慎,曾毓群坦言固態(tài)電池離商品化還很遠(yuǎn)。據(jù)悉,其半固態(tài)電池已投產(chǎn),全固態(tài)電池計劃2027年小規(guī)模量產(chǎn)。
此外,科技巨頭華為強勢入局,在近日公布了一項硫化物固態(tài)電池發(fā)明專利,旨在解決金屬鋰負(fù)極與硫化物電解質(zhì)界面的副反應(yīng)問題,試圖在標(biāo)準(zhǔn)制定階段跨界分羹。
國際市場:
日本在硫化物體系建立技術(shù)壁壘,豐田、松下等企業(yè)占據(jù)全球68%相關(guān)專利,豐田計劃在2027-2028年間實現(xiàn)1200km續(xù)航的全固態(tài)電池量產(chǎn),并在2027年推出搭載固態(tài)電池的車型。
歐洲車企多采取合作開發(fā)模式,寶馬集團與固態(tài)電池技術(shù)公司Solid Power合作,大眾集團則通過其電池子公司PowerCo,與美國固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)QuantumScape展開深度合作。
韓國依托成熟電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)快速跟進,三星的固態(tài)電池續(xù)航已突破966公里,預(yù)計2027年量產(chǎn)全固態(tài)電池?,F(xiàn)代將于近期啟動全球首條全固態(tài)電池生產(chǎn)線。
固態(tài)電池與氫技術(shù)路線的錯位競爭
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程正重塑全球產(chǎn)業(yè)格局。2025-2027年為關(guān)鍵研發(fā)期,2030年將形成市場分水嶺。作為后發(fā)技術(shù),固態(tài)電池與已發(fā)展數(shù)十年的氫燃料電池形成錯位競爭。
氫燃料電池系統(tǒng)能量密度超600Wh/kg,加氫僅需3-5分鐘,無低溫衰減特性,在重卡、船舶等長續(xù)航場景具顯著優(yōu)勢。但氫能源產(chǎn)業(yè)鏈存在明顯短板,從制氫到發(fā)電的全流程能量損耗達(dá)72%,能效僅為純電車一半,且千萬級加氫站建設(shè)成本制約商業(yè)化落地。
而吉利的醇?xì)潆妱蛹夹g(shù),似乎是氫技術(shù)路線落地的更優(yōu)途徑。通過甲醇重整制氫規(guī)避氫儲運難題,加注站單站改造成本僅10萬元,燃料成本較柴油降低50%,已在干線物流場景實現(xiàn)單箱續(xù)航突破1500公里。且作為全球最大甲醇生產(chǎn)國,中國年產(chǎn)能超9000萬噸,提供基礎(chǔ)支撐。
但鋰電池的儲能效率仍制約醇?xì)湎到y(tǒng)表現(xiàn),若采用固態(tài)電池作為輔助電源,可大幅優(yōu)化其能量管理,提升能量回收效率和瞬時功率輸出,減少燃料電池堆的負(fù)荷波動。
因此,短期來看,醇?xì)潆妱优c半固態(tài)電池在乘用車、重型貨車領(lǐng)域均具有應(yīng)用潛力。長期來看,全固態(tài)電池量產(chǎn)將重塑產(chǎn)業(yè)格局,純電車型將更大范圍地替代燃油車。但在TIR等超長距離運輸以及極寒環(huán)境下,醇?xì)浼夹g(shù)仍具優(yōu)勢,與固態(tài)電池配合可提升輕量化與續(xù)航表現(xiàn)。
正如內(nèi)燃機時代催生石油霸權(quán),在這場博弈中,中國依托超大市場規(guī)模和既有的純電路線優(yōu)勢,支持多路線并行發(fā)展,可形成“成熟路線優(yōu)先扶持”的產(chǎn)業(yè)培育機制,加速創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化,在能源轉(zhuǎn)型中掌握主動權(quán)。
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