固态电池成新的竞争核心 院士:中国至少要追赶五年

发布时间:2021-12-04 09:49 来源:经济观察报 原文链接:点击获取

经济观察报 记者 王帅国 刘晓林 “现在的全固态电池,如果从国家角度来讲,肯定是日本最重视,做的最好、规模最大。日本有很大的国家计划,分工也很细,我们现在研发全固态电池还属于各自为政阶段,没有一个完整的国家计划来推动,所以相比之下,它们应该要超前我们5年。”12月2日,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高在接受经济观察报记者采访时表示。

中国目前稳居全球动力电池的领军地位,以宁德时代和比亚迪为首的电池企业在汽车动力电池供应上处于绝对龙头地位。但欧阳明高提醒,在接受当下量产电池领域无法超越中国的现实的同时,欧美和日韩企业已经在下一代固态电池领域的研发上处于领先地位。

固态电池已成为国际上公认的下一代电动车动力电池的技术方向。过去几年间,全球汽车业巨头都在进行这一领域的投资。据了解,固态电池使用固体电解质替代了传统锂电池的电解液和隔膜。与传统锂电池相比,固态电池更安全、能量密度也更高、循环性能更强。

而且,固态电池技术被认为将大幅缩减电动汽车的成本,有研究机构认为,量产固态电池的成本仅为目前锂离子电池的40%。电池是电动车最大的成本所在,固态电池也因此成为下一代车用动力电池的重要研究方向。

在欧阳明高看来,中国在三元锂电池与磷酸铁锂电池的技术上,确实已经走在世界前列。这也导致日本、美国等企业选择跳过这一阶段,直接投入到大力研发全固态电池的路线上,从而实现在车用动力电池领域“换道超车”。

车企层面,大众、戴姆勒、日产等跨国车企都已经发布了固态电池的投资或商业化计划,国内车企相比之下明显低调。对此,欧阳明高表示,目前国内在固态电池产业链上的布局还不完整,核心的电解液技术上不具备和跨国企业竞争的实力。

据中国电动汽车百人会预测,2030年,中国固态电池的商业化应用规模将达到1%左右。而日本曾对外表示,2025年日本便可以实现这一目标。虽然日本的计划被认为过于激进,但欧阳明高表示,在固态电池方面,中国至少要有5年处于追赶状态。

跨国车企变道超车?

国内锂电池全产业链资讯服务平台——起点锂电大数据发布的数据显示:今年1-10月,全球动力电池装机量达到225GWh。排名前十的企业分别为宁德时代、LG新能源、松下、比亚迪、SKI、三星SDI、中创新航(中航锂电)、国轩高科、AESC(远景动力)和蜂巢能源,10家企业合计市场份额达到92.2%。

其中,宁德时代、比亚迪、中创新航(中航锂电)、国轩高科、AESC、蜂巢能源等6家企业均为中国企业,它们的整体市场占有率为47%,占到了全球动力电池市场的半壁江山。增速方面,除AESC之外的5家企业均实现3位数的同比增长,增速远高于市场平均水平。

此外,3家韩国企业——LG新能源、SKI、三星SDI合计占全球动力电池市场的32.4%,1家日本企业松下占比12.7%。

在此格局下,以日本、美国为代表的动力电池企业已经将发展重点转移至全固态电池的研发中。

“我们国内一些企业造的固态电池还是一个固液混合的,不是全固态的。全固态电池相对来说就比较复杂了,就比方说全固态电池的材料,现在国内主推的材料叫硫化物电解质,这个是日本发明的,它们会有一些优势。另外,这种新电池的制作工艺,也跟以前有很大不同,所以在工艺方面,日本还是要比我们要领先一些”。欧阳明高说。

据了解,日本企业在全固态电池领域比中国领先有其固有的优势所在。欧阳明高介绍说,在传统电子材料方面,日本原本就是最强的。“由于日本企业的体制特征,它们的研发方向分得很细,比如做材料的,我就专门做这个,我一辈子都做这个。因此,日本那些材料企业都很厉害,比如说信越(日本信越化学工业株式会社)就专门做硅材料,全球的半导体用的硅都是从它那里买的,它玩硅玩得出神入化”。

而事实上,日本企业也一直在引领全球动力电池材料市场的发展。现在市场主流的一些电池材料,例如三元材料、硅碳复合、硅材料都是日本企业最先做出来,而后韩国和中国开始跟进进行相关研究。

客观来讲,中国在动力电池领域当下的领先优势,与本土保护政策所争取来的窗口期有很大关系。如果将时间拨回2015年,当时国内动力电池市场份额主要被日本松下和韩国SK公司等日韩企业所占据,宁德时代、比亚迪等企业的产品品质与成本与日韩企业相比均不占优势。

另一方面,大量奔着政府补贴而出现的小型动力电池厂商,凭借粗制滥造的产品致使国内动力电池市场混乱不堪,一些想要真正潜心研发技术的企业生存空间被挤占。改善“劣币驱逐良币”现象的呼声不高升高。

为了解决这些问题,2015年3月,工信部发布《规范条件》明确要求动力电池企业需按照《规范条件》要求,通过“汽车动力蓄电池生产企业管理系统”进行在线申报。而新能源汽车也只有搭载“白名单”内的动力电池才可以进入《新能源汽车推广应用推荐目录》,进而获得补贴。

随后工信部相继发布了四批符合《规范条件》的企业目录,中国动力电池产业进入白名单时代,已在中国建厂的日韩电池企业均被排除在白名单之外。

在政策的保护下,宁德时代、比亚迪等国内动力电池厂商乘风而起。到2019年中,工信部宣布,废止《汽车动力蓄电池行业规范条件》,动力电池白名单时代结束。但回到中国的日韩企业却发现,自己已经被反超,不再具有优势。

或许在白名单时代,日本企业便已经开始扭转航向,大力投入固态电池的研发。如今,日本企业在政府的引导下,以大企业为主导,凭借本就领先的材料技术,正在快速推进全固态电池的商业化落地。

而中国与美国目前则主要依靠一些该领域的初创企业,摸着石头过河。且由于已经在三元锂与磷酸铁锂压下“重注”,中国的动力电池产业仍在成熟的这一代动力电池技术上快速发展,所有企业仍在大肆扩张三元锂与磷酸铁锂产能。

据中国电动汽车百人会最新预测,中国动力电池规划产能为:到2025年达到1000GWh,已经远超预测需求600GWh。

因此,在规模快速增长的同时,中国动力电池产业如何在下一代技术竞争中继续保持优势的课题已经提到桌面上。

5-10年窗口期

“材料这种事,它都是要厚积薄发,要长期积累的,这就叫真正的‘卡脖子’。宁德时代也需要时间积累,而且光靠宁德这种电池整机厂也不行”。欧阳明高称,日本的优势在于有很多专注于某一个领域的材料企业,它们会研究开发生产各种各样的材料,分工很细,而且它做的还挺大,覆盖全球市场。

在欧阳明高看来,中国在全固态电池领域的落后,不是一朝一夕能够改变的。“技术都是你争我赶的,不可能说永远都是你占优,肯定有时候别人也会把你给颠覆了。”

据中国电动汽车百人会预测,2030年,中国固态电池的商业化应用规模将达到1%左右。而日本曾对外表示,2025年日本便可以实现这一目标。

“固态电池真正投入大规模商业应用大概的时间是在2025-2030之间。实际上,中国市场现在就有,只不过是用在无人机、柔性电子等小电子产品身上。真正要用在车用动力电池上,还需要5-10年时间”。欧阳明高表示,现在国内首先要解决的问题是把固态电解质搞定,这就需要大量的研发投入。

目前,包括宝马、奔驰、大众、现代、丰田、本田、日产在内的汽车集团,此前已经对外放出信号,将加大固态电池领域的投资,将其作为下一代电动车的电池技术方向。今年5月,宝马集团表示,将在固态电池技术研发领域投入1.3亿美元,2025年前,推出应用固态电池的原型车,并于2030年前应用于量产车。

德国大众汽车在2012年开始与美国动力电池企业QS(QuantumScape)公司进行合作,并在2018年向其投资1亿美元成为最大股东,并成立合资公司研究开发固态电池,预计2023年以后能够量产。2020年6月,大众又对QS增加了2亿美元(约合人民币14.2亿元)投资。

12月2日,据外媒报道,戴姆勒和Stellantis(PSA和FCA的联合汽车集团)在声明中表示,两家公司将对美国初创型固态电池制造商FactorialEner-gy进行战略投资,此前现代汽车已经与FactorialEnergy达成合作。

大部分跨国车企推出固态电池车的时间大多与电动汽车百人会预测时间相符,均在2025年到2030年之间。

在中国国内市场,宁德时代曾透露在固态电池已有多年研发积累,曾在今年1月公开了两份关于固态电池的专利,但据称距离商业化落地还很远。今年1月,蔚来汽车曾发布150kWh固态电池,但对于具体产品信息和其供应商的身份至今并无进一步消息。

在资本的助推下,国内固态电池领域的投资也在持续火热。日前,小米、华为斥资约5亿元共同投资蔚来电池供应商卫蓝新能源;辉能科技也于近期完成新一轮融资,融资金额为3.26亿美元(约合20.85亿元人民币),投资方包括春华资本、丹丰资本和软银中国。

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王帅国经济观察报记者

关注汽车产业发展,报道产业转型、车企动向等,对造车新势力、国内品牌关注较多,擅长现场采访等报道。

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