6、中国全固态电池的发展需求:中国要不要发展全固态电池?我们要讨论一下这个问题。我们中国是目前电池的领先国家,好像也不用担心,就算是全固态电池搞出来,就算是2030年产业化,要想替代液态锂离子电池50%市场份额至少需要二十到三十年。但是电动车现在也就只替代了30%,全球就惊呼中国车要领先了,不需要到50%,到1%就已经预警了。当年我们新能源汽车市场占有率达到1%的时候,大概2016年全球开始向电动汽车转向,对于汽车技术而言1%是很重要的市场份额,所以市占份额不需要替代到50%,替代1%就已经具有突破性意义。
7、我们现在的情况是,液态锂离子电池产业发展取得辉煌的成就,十年来动力电池能量密度提升3倍,成本下降80%以上。我们电池的产量也接近全球70%,这个值得骄傲和肯定。可是如今,电池行业也面临产能过剩、行业内卷。 1)现在电池行业一个方面是低成本电池的成本不断下降,技术门槛比较低,门槛低来的人就多,很多民营企业有钱的都要进来。但与此同时我们并没有完全满足电动车客户的需求,比如说超级快充,350千瓦以上,怎么在全寿命周期内不析锂、不影响寿命、不发生安全事故,这是一个很大的挑战。低温续航,也是一个挑战。经常有人抱怨。 2)还有体积能量密度,大家知道国外的厂家,比方说在欧洲,德国厂家都提出在2026年,负极硅的含量要达到接近50%,我们现在只有百分之几就受不了了,因为膨胀率太高,50%怎么达到?50%的硅这对寿命会有极大的影响。为什么要这么做?体积能量密度还要进一步提升,毕竟磷酸铁锂电池的体积能量密度还是偏低的。当然我们不是没有技术方案,但是我们面临着技术门槛不断提高的挑战。 3)另外我们看一下锂离子电池的技术创新周期。大家知道光伏电池的创新周期大概十几年换一代,锂电池会长一些,我个人认为大概30年。
8、我们大家知道锂离子电池从手机到动力电池是从2000年左右开始的。第一个十年,从手机电池到动力电池,首先要处理的问题就是安全。现在还在继续解决,但有的领先企业基本上解决了。现有的比能量下应该可以解决,但是比能量再提升呢?大家会反问比能量为什么还要提升?问题是如果比能量提升了,成本不用提升太多呢,是不是就要颠覆?近十年来,智能化技术逐步在电池行业应用,近几年我们现在还在解决,行业内卷急需提质降本增效,用什么办法?数字化转型。就是电池全生命周期全链条智能化。
9、那么下一个十年,或者现在已经开始的十年我认为是材料换代,因为刚开始我们就是材料换代导致的。为什么我们能够将锂离子电池应用到汽车上呢?就是因为有三元和铁锂电池,电池刚刚装车时候不断烧车,所以那时候锂离子电池根本不被看好。新能源汽车国家科技专项到2005年才勉强把锂离子电池作为重点,在这之前还是铅酸电池和镍氢电池。后来由于磷酸铁锂和三元电池材料创新,锂离子电池成为动力电池的主流。现在我们又到了新一轮材料创新周期了。这个周期我认为要到2030年左右,也就是全固态电池有可能2030年左右实现产业化。我们面临国内外竞争加剧,虽然我们有世界第一,但是我们要居安思危。发展方向就是低碳化、智能化、固态化三个方向。下面我重点说一下固态化。
10、什么是全固态电池,为什么要搞全固态电池?因为全固态电池具有技术颠覆的性能潜力,不是说它有这个能力,是有这个潜力。为什么?
1)首先说高安全性。从液态到固态,硫化物固态电解质的热稳定性可以保持到300°C,液态电解质是100°C就要蒸发了,所以它增加了200°C的安全空间,我们也专门做过全固态电池的安全性,至少可以提升200°C,这个对我们正常的工作范围是有安全保障的。
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