電動車困局，半固態(tài)電池能解嗎？
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編輯 : 口才大全
發(fā)布 : 04-18
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文｜韓永昌編輯｜李勤特特斯拉用10%的裁員，展示了這家電動汽車龍頭公司的增長疲態(tài)。中國的純電車增速也開始被混動車超越，歐洲市場更是以奔馳為代表，模糊了全面電動化的時間節(jié)點。電動汽車的終極圖景，難靠當下的液態(tài)電池撐起，半固態(tài)、固態(tài)，成為了點燃市場情緒的新燃料。智己汽車官宣“固態(tài)電池量產(chǎn)上車”，引發(fā)該公司CEO劉濤和騰勢總經(jīng)理趙長江隔空互嗆。廣汽埃安旗下昊鉑于4月12日發(fā)布“全固態(tài)”電池，也讓行業(yè)震驚。資本市場為之騷動。業(yè)務(wù)涉及固態(tài)電池電解質(zhì)材料，并且向清陶能源等企業(yè)送樣的三祥新材，7天收獲6個漲停板，德福科技、翔豐華出現(xiàn)20%漲停，最為瘋狂時，Choice固態(tài)電池板塊80只成份股中76只飄紅。但在智己官宣次日，其電池供應(yīng)商清陶能源在直播中淡化了“固態(tài)電池”的說法，稱智己采用的是清陶第一代產(chǎn)品，為“半固態(tài)電池”。不過，這也只是小插曲。按照智己汽車的說法，搭載半固態(tài)電池的智己L6光年版，年內(nèi)就可交付，而更關(guān)鍵的是，其還具備支持大規(guī)模工業(yè)化的性能和指標：預(yù)售價不到33萬元（實際售價會更低），支持上千公里續(xù)航，兼顧最高3C倍率的快充等。甚至預(yù)售33萬元，可能也不是智己為了市場的流血補貼舉措，據(jù)36氪從產(chǎn)業(yè)鏈多位人士了解，清陶能源對行業(yè)的報價就在0.65元/Wh左右。這個價格只比三元鋰電池每瓦時貴出0.1元。成本、性能和交付都已就位，半固態(tài)電池會成為純電車需求困境的破局者嗎？固態(tài)電池的圖景是否因此而更加清晰？「半固態(tài)電池有何進步」想要理解智己的半固態(tài)電池，要先從技術(shù)層面看起。智己L6光年版的半固態(tài)電池供應(yīng)商是上汽投資的清陶能源，這也是國內(nèi)固態(tài)電池企業(yè)的明星公司之一。拋開應(yīng)有的高能量密度正負極和固態(tài)電解質(zhì)不看，清陶能源這款半固態(tài)電池的主要技術(shù)亮點是“干法一體成型”工藝，這是一個嶄新的名詞。智己官方表示，干法固態(tài)電解質(zhì)層一體成型技術(shù)大大降低了正極和電解質(zhì)之間的阻抗。有電池研發(fā)人員對36氪分析稱，從實現(xiàn)路徑看，這其實是離型膜轉(zhuǎn)移涂覆技術(shù)，將固態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)移至極片表面，智己官方的說法是干法一體成型。鑒于離型膜涂覆技術(shù)已經(jīng)比較成熟，因此，干法一體成型技術(shù)，“名字很新，實則不算太大創(chuàng)新”。而且清陶能源CEO李崢明確指出，“為增強固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子導(dǎo)電性，我們在電解質(zhì)中加入了10%的浸潤液”。這也是半固態(tài)電池的通常做法。作為對比，蔚來汽車所采用的衛(wèi)藍新能源的半固態(tài)電池，一個核心技術(shù)為原位固化。原位固化技術(shù)很有突破性。但問題在于，新技術(shù)總要帶來制造上的問題。據(jù)36氪了解，蔚來之所以多次跳票150度電池包，很大程度上是因為“原位固化的良率做不上去”。清陶的半固態(tài)電池還有一個爭論點在于隔膜。半固態(tài)電池和全固態(tài)電池一個很重要的區(qū)別是隔膜是否存在。如果清陶將隔膜取消，那么也是電池技術(shù)的重大進步，起碼衛(wèi)藍沒有做到。雖然在智己的宣傳視頻里看不到隔膜的存在。但在抖音直播中，清陶能源李崢清楚的展示，智己L6所搭載的半固態(tài)電池，是清陶第一代電池技術(shù)。而第一代電池技術(shù)，是存在隔膜的。這也得出一個結(jié)論，智己L6光年版所采用的半固態(tài)電池，采用成熟技術(shù)居多。成熟技術(shù)的好處是在量產(chǎn)上困難較小，想必這也是智己L6敢將光年版定價不超過33萬的原因之一。對比蔚來的150度電池包，智己僅用了133度電就做到了續(xù)航超過千公里，在能量密度上似乎已經(jīng)有了顯著提升。但實際情況可能不然。智己L6的光年電池支持3C倍率的快充，而電池的倍率性能和能量密度幾乎是此消彼長的存在，很難在提升倍率性能的同時，也提升能量密度，這也是為什么寧德時代在發(fā)布第一代4C倍率的神行電池時，沒有公布能量密度的原因。清陶能源CEO李崢在直播時明確指出，這款電池包“不增加體積和重量”。在智己的宣傳圖中，我們也能看到，智己L6光年版133度電池包與100度電池包采用的電芯尺寸和設(shè)計基本一致，都是204顆方形電芯，這種成組形式在行業(yè)內(nèi)并不陌生，智己LS6也采取了如此排列方式，成組效率在70%-80%左右。雖然智己L6光年版目前并未登上工信部公告，但是超強性能版100度電池包已經(jīng)公示，其電池包重量為585kg。工信部公告因此，如果光年版半固態(tài)電池包重量同樣是585kg，電量133度，電池包系統(tǒng)能量密度約為227Wh/kg。再將成組效率折中為75%，電池單體能量密度約為302Wh/kg，如果電芯能量密度想超過360Wh/kg，成組效率會降至63%左右。這是比亞迪2020年的水平，在如今動輒成組效率80%以上的局面中，想必智己不會允許旗下車型電池包的成組效率低于70%，畢竟底盤的空間每一寸都很寶貴。這也意味著為了做快充，智己舍棄了部分能量密度。那么為什么智己L6僅用了133度電池包，便做到了蔚來150度電池包的續(xù)航水平，想必跟整車質(zhì)量、熱效率、風阻等多方面綜合水平有關(guān)。智己L6光年版目前并未登上工信部公告，因此更多的信息還需要等待智己進一步披露。目前市面上對于智己半固態(tài)能量密度368Wh/kg的論調(diào)，均來自清陶早期對其第一代半固態(tài)電池產(chǎn)品的宣傳。而智己官方的海報中，沒有明確公布能量密度。以目前汽車行業(yè)的競爭形式，能量密度超過蔚來半固態(tài)電池包的話，很難不拿來做宣傳。不過，智己L6的半固態(tài)電池包，兼顧了續(xù)航千公里和3C快充，這幾乎是市面上能看到的性能最為出色的電池產(chǎn)品，沒有之一。如果這款電池包真能做到大規(guī)模交付，那么智己對推動半固態(tài)電池的量產(chǎn)上，確實做了突出貢獻。「133度電池包的造價謎題」半固態(tài)向來以造價昂貴而著稱。據(jù)36氪了解，目前大部分半固態(tài)電池的成本要接近2元/Wh。這也是為什么“一個150度電池包的價格相當于一輛ET5”，因為150度電池包光電芯成本就要30萬。智己L6光年版電池包的造價是個謎題，畢竟成本決定了這款電池包是否能大規(guī)模量產(chǎn)。清陶能源一直以低成本聞名，公司CEO李崢在多個場合均提到，清陶能源第一代半固態(tài)電池的成本與液態(tài)鋰電池相當，第二代準固態(tài)電池成本較液態(tài)電池低20%，2027年量產(chǎn)的第三代全固態(tài)電池，成本較液態(tài)鋰電池減少四成。有接近上汽的人士告訴36氪，清陶能源半固態(tài)電池包的成本大概能做到0.65元/Wh左右，不會超過0.7元/Wh。這個價格有些超出清陶對第一代產(chǎn)品的預(yù)期，但對行業(yè)來說已經(jīng)極具突破性。如果按照0.65元/Wh來計算，這款電池包的電芯成本在8.65萬元。智己L6超強性能版搭載了100度三元電池包，按0.5元/Wh來算，成本則在5萬元。光年版比超強性能版約貴3.1萬元，而133度電池包，比100度電池包約貴3.65萬元。除了電池包以外，兩款車型的其他配置相同，這是合理的價格定位。但如果用材料成本來推測，卻很難得出一致的結(jié)論。這款半固態(tài)電池，使用了超高鎳正極和硅碳負極。一般來說，超高鎳正極的含鎳量起碼會超過8成，也就是811材料，甚至能達到9系。36氪了解到，高鎳811材料比普通的中鎳523材料普遍要貴25%左右。按正極材料在電池成本中占比40%，普通的中鎳（523）三元電池價格為0.5元/Wh來計算，僅811材料的增加，就會將電池價格增加到0.55元/Wh。也有固態(tài)電池從業(yè)者對36氪分析：“如果是比較純粹的半固態(tài)，可能是在隔膜上涂一層陶瓷氧化物，這一塊成本至少就得增加0.2/Wh或者很高。除非是某種折中方案，不去追求過高的能量密度，安全性能也會好一些。”因此，多種新材料以及新工藝的應(yīng)用，這些成本綜合下來，電芯價格很難止步于0.65元/Wh。如果清陶真的將133度半固態(tài)電池包的成本做到了0.65元/Wh，這幾乎可以稱為革命性的進步。這種成本已經(jīng)讓半固態(tài)電池具備了大規(guī)模交付的條件。要知道制造業(yè)都需要規(guī)模化來降低成本。此前固態(tài)電池廠商輝能科技曾測算，當產(chǎn)能在1GWh時，輝能的固態(tài)電芯成本是液態(tài)電芯的1.6倍，當做到7GWh時，其成本與NCM622基本持平。如果按每輛車搭載150度半固態(tài)電池包來計算，7GWh的出貨量，可以搭載約4.6萬輛電動汽車。這需要蔚來，智己，以及即將推出半固態(tài)電池車型的車企共同努力。據(jù)動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)，去年全年和今年1-3月份，蔚來的供應(yīng)商衛(wèi)藍科技出貨量累計已經(jīng)有1.57GWh。如果智己L6在下半年形成規(guī)模化出貨，7GWh的目標，或許在2025年就可以達到。但眼下，在半固態(tài)出貨量沒有形成規(guī)模化的情況下，即便是寧德時代，也無法將半固態(tài)電池的成本做到規(guī)模交付的水平。目前市面上的半固態(tài)電池量產(chǎn)車型中，極氪009和001最具代表性，兩款車都搭載了寧德時代的麒麟電池包，而且續(xù)航支持千公里。其中，極氪009ME版（半固態(tài)）比WE版售價高出8.8萬元，極氪001的選配千里版套裝（半固態(tài)）要花10萬元。售價58.8萬元的極氪009ME版的具體銷量并沒有官方數(shù)字，但極氪001的千里版套裝明確表示限量1000臺，目前已經(jīng)停售。如此對比來看，智己L6光年版僅比超強性能版貴3.1萬元左右，實在是個奇跡。當然，也有行業(yè)人士對36氪分析稱，這是個小批量交付的產(chǎn)品，初期不會做大規(guī)模。智己CEO劉濤則表示，量產(chǎn)之初，“第一代光年固態(tài)電池”會有一定限量，畢竟“干法一體成型工藝”需要產(chǎn)能爬坡。目前的計劃是，L6光年版車型將在今年下半年量產(chǎn)交付，短期內(nèi)產(chǎn)能會有一定限制，但爬坡的速度會非常快，年內(nèi)會規(guī)模化量產(chǎn)交付。對于以上關(guān)于光年版半固態(tài)電池包技術(shù)層面與成本結(jié)構(gòu)的猜測與推論，36氪曾與清陶能源負責人尋求交流，截至發(fā)稿，未獲回應(yīng)。智己L6半固態(tài)電池包的水平到底如何，還需要等待。能否大規(guī)模交付，是檢驗電池的唯一標準。但這場引發(fā)固態(tài)電池熱潮的討論，還未停止。固態(tài)電池的核心是固態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性，給了電池產(chǎn)品更高的性能天花板，同時也帶來了目前難以解決的問題——固固界面。為了推動量產(chǎn)，行業(yè)給出了折中方案，半固態(tài)電池。半固態(tài)大概可以分為兩種技術(shù)方案，一種是極片中間使用固態(tài)電解質(zhì)，但在極片側(cè)涂一層特殊的電解液，通俗來將，就是給固固界面加了一層“潤滑劑”，以此來改善界面問題。另外一種是用凝膠狀的電解質(zhì)和正負極來配合，這樣也能改善界面問題。前者有太多代表性企業(yè)，清陶的半固態(tài)電池就是如此，后者以寧德時代為代表，其凝聚態(tài)電池便使用了凝膠狀的電解質(zhì)材料。前述人士告訴36氪，固態(tài)電池中，哪怕只添加一點電解液，效果都能立竿見影。因此，只要使用了電解液的電池，都沒有根本性的解決固固界面問題，也不能稱之為固態(tài)電池。而一切所謂的濕潤劑、浸潤劑等等，只要是為了解決界面問題而存在于極片側(cè)的液體，都可以歸類為“電解液”。當然，這并不是否定半固態(tài)電池，較之當下的液態(tài)電池，半固態(tài)優(yōu)勢十分明顯，即能量密度更高。如果半固態(tài)電池成本下降，大面積鋪開，會讓當下的電動車續(xù)航里程普遍再上一個臺階，這會讓新能源車滲透率再次加速。更重要的是，半固態(tài)和固態(tài)的產(chǎn)業(yè)鏈很大程度可以共用，比如正負極材料、固態(tài)電解質(zhì)等。半固態(tài)電池的上車，會加速固態(tài)電池材料上的規(guī)模化生產(chǎn)，這也為固態(tài)電池量產(chǎn)在成本上提前鋪路。日本豐田將固態(tài)電池的量產(chǎn)節(jié)點放在2027年，作為全球動力電池產(chǎn)業(yè)鏈最完善的國家，中國的固態(tài)電池只能提前，不能延后。所以清陶、昊鉑等都將固態(tài)電池的量產(chǎn)節(jié)點放在2026年。這已經(jīng)不是公司之間的競爭，而是產(chǎn)業(yè)體系之間的競賽。這場競賽中，掌握了半固態(tài)電池，可能就掌握了成功的一半鑰匙。
