热点观察家
这位掌握着全球新能源汽车销量冠军企业技术命脉的工程师,用冷静的数字为狂热的技术预言降了温。
当资本市场将固态电池奉为“终极解决方案”时,产业一线的实践者却划出了一条清晰的时间线:三年太艰难,五年更现实。
廉玉波的观点建立在坚实的现实基础上。 目前磷酸铁锂电池的装车量占比已经接近70%,工艺成熟,材料稳定,价格稳定,形成了非常稳定健康的发展状态。
这种稳定性来自于整个产业链的完善布局,从原材料开采到电池包制造,中国已经建立了全球最完整的磷酸铁锂电池产业链体系。
展开剩余82%固态电池的研发挑战主要来自材料层面。 固态电解质材料的锂离子电导率偏低,固固界面接触性和稳定性差,这些基础科学问题尚未得到根本解决。
宁德时代董事长曾毓群曾表示,如果用1-9分来衡量全固态电池的技术成熟度,9代表可以上车生产,那么目前行业最高水平仅在4左右。
成本是另一个关键因素。 磷酸铁锂电池的正极材料不依赖钴、镍等贵金属,主要原料磷、铁在地球上储量丰富,特别是在中国拥有完整的自主可控产业链。
反观固态电池,目前处于研发前沿的硫化物、氧化物等固态电解质,不仅原材料成本高昂,其制备工艺也极为复杂。 全固态电池仅材料成本就高达常规液态锂离子电池的3-5倍。
制造工艺的成熟度差距更为明显。 磷酸铁锂电池的制造工艺已经高度成熟和标准化,而固态电池的制造面临着一系列工程难题。
其中最核心的是“固固界面”问题。 在固态电池中,电极材料与固体电解质之间的接触是固态的,如何确保两者之间紧密、稳定、无缝隙的接触,以保证锂离子的顺畅传输,是一个巨大的挑战。
比亚迪在固态电池领域已经进行了深入研究,但廉玉波强调,这些研究与传统电池技术并不矛盾。
公司采取的是“生产一代、研发一代、预研一代”的策略。 磷酸铁锂电池的成功为固态电池的研发和生产提供了有力支持,许多工艺可以直接借鉴。
市场数据支撑着廉玉波的判断。 2024年前三季度,中国动力电池装车量中,磷酸铁锂电池的份额已经历史性地突破了80%。
包括特斯拉、福特、大众在内的国际汽车巨头,也纷纷在其入门级和标准续航车型上转而采用磷酸铁锂电池,以降低成本、提升市场竞争力。
固态电池的研发进展也在加速。 全球车企和电池供应商纷纷布局固态电池领域,并给出了明确的时间表。 丰田计划2027年实现全固态电池装车测试,2030年后大规模量产;韩国三星SDI预计2027年启动量产。
中国企业中,宁德时代计划在2027年实现全固态电池的小批量生产,比亚迪则计划于2027年前后启动固态电池的批量示范装车应用。
技术路线的分化已经显现。 磷酸铁锂电池凭借其经济性、成本效益和材料的可控性等优势,已经在中低端车型和储能领域站稳脚跟。
而固态电池由于其高成本和高性能特征,未来将主要应用于高端车型和对性能有特殊要求的领域。
中国科学院院士欧阳明高指出,全固态电池的技术路线需要聚焦以硫化物电解质为主体电解质,匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线,以比能量400瓦时/公斤、循环寿命1000次以上为性能目标。 这一技术路径与现有的磷酸铁锂电池技术路径形成了明显区分。
产业化进程中的挑战依然严峻。 固态电池在实际应用中面临多重技术难题,包括界面接触不良导致的阻抗增大、温度变化引起的界面稳定性问题,以及电池在充放电过程中的体积变化对界面造成的机械应力等。 这些问题不仅影响电池的电化学性能,还直接关系到电池的安全性和使用寿命。
生产成本是另一个需要克服的障碍。 固态电池生产过程中的设备投资额远高于液态电池。
单GWh液态、半固态、全固态电池设备投资额分别为1.2亿元、1.5亿元、2.5亿元。 这些增加的成本最终都需要在市场中得到消化。
供应链的建设也需要时间。 固态电解质、锂金属负极等关键材料尚未形成规模化供应,部分技术专利壁垒制约了产业发展。 这意味着即使技术突破实现,大规模生产仍然需要等待供应链的完善。
半固态电池作为过渡方案正在兴起。 国内企业大多选择半固态电池技术作为过渡配资咨询平台,宁德时代、蜂巢能源、冠盛股份等企业的半固态电池产线已陆续投产。 这种技术路线在一定程度上平衡了性能提升和产业化难度。
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