作者/星空下的淀粉肠
编辑/菠菜的星空
排版/星空下的肉桂卷
在全球新能源的推动下,新能源汽车的渗透率正迅速提升。作为新能源汽车的动力源,锂电池已广为人知。然而,锂电池的安全问题一直是一个难以攻克的难题。锂电池安全事故频发,主要原因归咎于其使用的易燃有机溶剂电解液。这不仅引发了公众对于电池安全性的担忧,也促使产业研发向固态电池转型。然而固态电池的多项技术壁垒难以短时间内攻破,因此便衍生出来过渡产品——半固态电池。
锂电池热失控反应过程 资料来源:科技导报
半固态电池作为过渡性产品,目前的技术水平所支撑其综合性能甚至难以优于液态电池,而且最致命的是,其成本远高于液态电池,而技术水平又难以接近固态电池。两面受到夹击,半固态电池处境尴尬,即使产业化有所加速,但其能走多远,终究是掌握在固态电池的发展与液态电池的革新夹缝中。
一、电解液成本居高不下
半固态电池,作为液态到固态电池过渡的产物,其设计初衷是为了平滑产品迭代,逐步优化性能指标。然而,现实情况是,半固态电池在性能、成本和技术成熟度上均未达到预期,甚至在某些方面不如传统液态电池。电解液含量的控制问题是关键问题之一。
半固态电池初步设计是通过增加少量液态电解液,在固态电解质与正负极之间起到浸润作用,避免引起电池电导率下降问题。但整体电解液含量需要控制在5%以下,以保证电池安全性能的提升。但目前的技术水平远远无法支撑5%的技术指标,如果仅使用5%的电解液含量,实际对于半固态电解质的界面问题改善极为有限,电池的循环寿命与倍率性能依旧有很大问题。
固态电池发展路径 资料来源:东莞证券研究所
因此目前市场上半固态电池的电解液含量多在10%~15%水平,距离5%的理想指标仍有很大的距离。而10%~15%的水平与目前市场量产的高镍硅碳液态锂离子电池相差不大。此外,半固态电池除了引入了部分固态电解质外,与传统液态电池的结构相比,基本没有太大变化。这无疑使得半固态电池的吸引力大幅下降。
性能、指标未达到预期,度电成本甚至达到了液态三元电池的2倍之多。根据卫蓝新能源为蔚来供货的360Wh/kg电芯信息,其度电成本约为1800元/kWh,而截至2024年7月三元电池度电成本仅为710元/kWh。根据上述信息,业内估算,目前全固态电池的材料成本约为1.5~2.5元/Wh,远高于磷酸铁锂与三元电池。
二、努力挤上牌桌
尽管半固态电池在性能和成本上面临挑战,但企业并未放弃这一技术。数据显示,半固态电池的装车量仍在增长。半固态电池今年5月份的装车量为482.9MWh,环比增长30.9%;1-5月累计装车量为1621.8MWh,配套企业为卫蓝新能源。这得益于其在安全性方面的优势。与传统液态电池相比,半固态电池在工作温区和热失控时间上的表现更为出色,为新能源汽车提供了更多的安全保障。半固态电池、全固态电池会将工作温区上限提升到60℃、80℃。同时半固态电池的热失控时间比液态电池要延迟了半个小时左右,被称为黄金半小时。
半固态电池装车量 资料来源:汽车纵横
尽管如此,在新能源汽车产业疯狂降本的背景下,半固态电池试图挤进车企供应链似乎是难上加难。因此半固态电池仍在寻找其更精准的市场定位。比如恩力动力(非上市)最先选择进入无人机市场。因为无人机市场的痛点刚好可以用半固态电池的优势弥补,其对于能量密度要求比较高。而且因为搭载电池较小,因此对于电池成本敏感度不比新能源汽车。但是半固态电池最终的目标还是是进入汽车动力电池市场。
恩力动力布局 资料来源:每日经济新闻
同时,储能也成为半固态电池玩家重点关注的赛道。在6月浙江并网的新型储能项目中,其中有个采用了半固态电池的一期建设规模为100MW/200MWh的浙江龙泉磷酸铁锂储能示范项目,吸引业界关注。这也预示着半固态电池在新型储能领域的应用前景。
作为国内动力电池领域的领军企业,鹏辉能源(300438)近日宣布拟投资23亿元,大幅加码储能及半固态电池业务布局。其中储能项目预计固定资产投资约18亿元,半固态电池项目约5亿元。
三、求生存而不是拼成本
虽然从市场投资来看,半固态电池也可以称得上欣欣向荣。但如果对比美国固态电池三剑客Solid Power、SES、Quantum Scape,多年仍没有商业化量产的明确信息,让人不禁也为国内的固态电池发展画上一个问号。
或许市场在等待规模化降本,但现实是,半固态电池还处在产能爬坡阶段,其是否能够生存下去才是当前最主要的问题。而当在市场占有一席之地之后,才能形成产业降成本的基础,企业也才有精力专注于降成本。
但是话又说回来,半固态电池只是固态电池发展的过渡产品,其是否能等到规模化降本的阶段,还得看固态电池的研发进展给其留出的生存空间。
注:本文不构成任何投资建议。股市有风险,入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。