今年年初“中国全固态电池产学研协同创新平台”正式成立,得到政府积极推进的信号后,4~5月成为了全固态电池集中发布的黄金期,包括宁德时代、上汽清陶、广汽、卫蓝科技、一汽、长安、吉利以及本次重点介绍的比亚迪旗下弗迪电池。
上一篇介绍了宁德时代、比亚迪(公布前分析)、卫蓝科技、上汽清陶、国轩高科等5家全固态进程,Volta-plus通过本文再补充分析弗迪、一汽、吉利等头部企业的全固态规划,至此有望领取政府扶持全固态研发60亿元补贴的6家企业基本都已介绍完毕,如想了解全固态相关分析文章,请参考Volta-plus深度分析文“60亿真金白银动真格,全网最全头部企业全固态进程”
首先, 重点看下比亚迪旗下弗迪电池全固态进展
全固态电池材料体系为高镍三元(单晶)+硅基负极(低膨胀)+硫化物电解质(复合卤化物),弗迪电池认为:从终端消费者综合使用需求出发,硅基负极+硫化物全固态电池可兼顾高能量密度和高安全性能,且性能比较均衡,主要的短板也有明确的解决对策,商业化潜力比较大。从技术路线选择上看,弗迪电池极有可能选用了卤化物复合电解质。
电芯容量可以做到60Ah以上,质量比能量密度达到400Wh/Kg,体积比能量密度达到800Wh/L,针刺或热箱不起火不爆炸,同时在考虑热管理、安全、快充等性能要求下的电池系统及整车高效集成技术,电池包能量密度超过280Wh/Kg。
图一:弗迪电池全固态电池技术可能性路线
为了真正实现大规模商用化,市场竞争力必不可少。成本控制方面,占据绝对成本比重的硫化物(或为硫化物+卤化物复合)固态电解质降本计划为到2027年LiS成本较2024年降本效果实现15~20倍↓,2030年通过合成工艺改善及优化,较2027年降本30%~50%↓,2033年通过规模化效率再降本约20%~30%↓。固态电池成本方面,通过固态电解质的降本效果后整体材料BOM成本在2027年计划降本20~30倍↓,再通过提高产品良率+规模化效果+工艺优化等方式将制造成本降低30%~50%↓,有望具有一定的价格竞争力。
量产时间表方面与国家方针及大部分企业一致,2027年小批量产,搭载于比亚迪高端车型作为示范项目,规模仅为1000台左右 → 2030年为市场推广期,预计将有4万台车辆装机全固态电池,并开始下探到主流价格段的车型 → 2033年进入快速扩展期,预计将有12万台车辆的规模化装机,且全固态电池的市占率开始逐渐提升。
最后,弗迪电池也表示全固态电池的挑战及难度仍然是巨大的,需要全行业协同合作及技术创新,达成合作供应,提出合作方式如专项实验室共建、合资建厂或者技术入股、产学研用四位一体等全层级深入合作。
其次,我们继续讲解60亿补贴成员之“一汽”及“吉利”
① 一汽:首次在中国汽车动力电池产业创新联盟2024年年会中简单公布,技术路线为高镍三元+硅基负极+硫化物电解质,依然是熟悉的2027年小规模示范性量产。目前核心材料及20Ah样品电芯已经开发完毕,电芯能量密度可到375Wh/Kg。目前全固态核心难题是空气稳定性、低温下锂子电导率低、寿命问题、干法及转印工艺难题、以及后期实现规模化的成本问题,也是提出需要全产业链协同推动。
② 吉利:旗下电池子公司耀宁新能源通过官微发布了全固态的布局。2024年初南浔固态研究院正式建成并投入运营,初步行程固态小试能力。据了解吉利全固态路线规划为高镍三元+硅基负极+硫化物电解质,电芯能量密度得到400Wh/Kg,详细的全固态规划路线还需静待吉利重磅发布。
结论:4~5月集中发布全固态电池更像是呼应国家号召,目前公布的进展来看基本均处在固态电解质的开发及解决各种难题,开发了5~20Ah容量不等的样品,但仅限于能量密度及安全性内容,均未提循环寿命、快充性能、低温性能目前进展如何,可见还需要很长一段时间才可市场商用化。
另外固态电解质及负极路线来看其实还未真正定型,硅基负极及锂金属负极在焦灼,固态电解质方面来看基本也需要搭配卤化物或者聚合物复合电解质使用,强调多次最重要的仍然要看成本。
6月1日,中国全固态电池产学研协同创新平台与中国汽车工程学会联合主办的《节能与新能源汽车技术路线图3.0》全固态电池技术路线研讨会在京召开,电池全产业链及整车企业的160余代表出席会议,共同探讨并交流了全固态电池技术路线。Volta-plus预测路线图3.0有望在24年下半年~25年上半年公布,期待路线图3.0中全固态电池技术路线的指引。
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