①港股锂电板块走弱,哪些利空在持续发酵? ②天齐锂业H股创历史新低,机构如何看待后市行情?
财联社4月30日讯(记者 曾楚楚 刘越)近日,行业对半固态电池“白马非马”、成本太高仍有液体没必要等争议的讨论不绝于耳。而智己汽车准固态电池供应商——上汽清陶能源科技有限公司(下称“清陶能源”),无疑处于风口浪尖。
对此,在第十六届重庆国际电池技术交流会/展览会(CIBF2024)中,清陶能源总经理李峥接受财联社记者专访,回复市场关注与困惑。其中,关于固态电池量产上车的“白马非马”的问题,李峥表示,“不是每一种半固态技术未来都能够发展到全固态,按照我们的设计,我们的半固态是到全固态的必然发展过程。”
据李峥表示,清陶能源第一代半固态电池液体含量5-15%,已量产;第二代固态电池液体含量小于5%,正在小试中,预计2024年量产;第三代全固态电池正在验证中,预计2027年量产。其中,一二三代固态电池成本相较于液态电池降本0%、20%、40%,产线设备更新程度30%、60%、70%。
提及业内测算半固态电池成本大概在1.5元/Wh时,李峥连忙摇头澄清:“没有那么贵,此半固态非彼半固态,半固态路线不一样,成本差异会很大。价格可参考智己L6报价,同一汽车配置下,唯独的差别是多出33度电,多卖3万元。”此外,李峥逐一回应了固态电池量产中的其他市场热点话题。如关于固态电池最终量产成本、为何清陶能源的固态电池仍需注液、以及如何看待国内赶超固态电池量产的“矛”丰田汽车等。
(清陶能源总经理李峥。在此页PPT展示时李峥提到,图中量产规划与三代固态电池路线几年前早已公开。 财联社记者 摄)
以下为访谈实录:
财联社:智己凭借“首个准固态电池量产上车”带火固态电池,让业内看到固态电池量产曙光,但是关于“白马是不是马”的争议引起广泛讨论,半固态电池仅是过渡产品?为何您认为半固态是往全固态的一个必要的过程,以及清陶能源的半固态电池是否能够为未来的全固态电池奠定基础?
李峥:现在市面上有多种半固态技术,但不是每一种半固态技术未来都能够发展到全固态,有些半固态只是现在液态电池的改进,改进以后就不会再往全固态发展了。现在都叫“半固态技术”,其实里面比较大的差异是电池的结构有没有改变,电池中间输运锂离子的是液态还是固态。**
真正能在未来为发展全固态电池奠定基础的好的半固态电池和相关的技术是应该得到尊重和支持的,只有这样才能逐步发展至全固态。一步到位把7颗龙珠都凑成很难,但是你凑成一两颗,不代表它没意义,要逐步去做事,总会一点点做成的。
清陶这一代产品现在用高镍正极,是因为现在高镍正极是有产业基础的,镍基正极材料能够兼容已是TWh级别产能规模的液态电池,形成了很庞大的产业链,一个产品要先找到应用场景,才能逐步的量产起来,商业不是简单的科学技术研究。
但这不代表说未来固态电池一定是高镍三元的发展方向,也不代表清陶能源的固态电池一直采用高镍体系。未来正极材料有两个主要发展方向,分别是高镍和锰基。高镍材料基本上现有产品的克容量已经达到天花板,锰基材料后面的发展前景还很大,但是锰基材料与电解液体系兼容性和锰溶出效应的问题非常突出,所以锰基正极材料更适配于固态电池。
我们下一步就要把这些锰基的正极材料在半固态电池里用好,为支撑锰基正极材料规模化量产打好基础。锰基正极材料除了克容量可以进一步提升以外,还有提升电压平台和降低成本这两大优势,通过提升单体电压平台,可以减少新能源汽车电池系统中电芯的串联数量,进一步简化电池系统;同时锰元素资源相较于现在三元的相关元素材料,储量相对丰富,可以有效降低成本。
财联社:现在的半固态电池跟液态电池的制造的流程工艺和产线的差异性?相对于液态电池,半固态或固态电池的设备和制程是全新的流程吗?
李峥:首先第一个最大的区别是固态电池电解质直接在正极极片表面成型,这样做的目的是形成稳定的固态离子传导层,提高界面稳定性。同时还有复合正极设计,为了让电池的体系更致密,针对正极材料就需要通过固态电解质包覆层的设计,在极片内部形成离子传输网络。相较于液态电解液无孔不入,每一个正极材料中的锂离子都能“脱出”和被输运,而固态电池则需要在极片内部形成固态的电解质传输网络,构建类似液态电池电解液浸润的结构,帮助锂离子输运。只有实现这样的效果,才能进一步把电池材料做致密,减少贮存液体的空间。
现在这一代产品,我们已经在固态电解质成型的工艺中采用了干法成型工艺,使电解质层足够致密化;更进一步的,我们的下二代电池将在极片成型中也采用干法工艺,从而克服涂布工艺无法做到极片致密化的问题,这是工艺上的革命。
在未来全面量产全固态电池时,我们可能会面临众多材料、工艺和设备问题。若每个环节的可靠性仅为90%,那么整体的可靠性将大打折扣,这是一个乘积效应。因此,在全固态电池量产之前,必须确保每一环节的可靠性足够强大,解决这些可靠性问题,需要产业支撑和大规模量产。
我们材料在革命,工艺也在革命。在这个过程中,我们需要一代又一代的产品来推动这一工作。相较于液态电池,我们第一代半固态电池有大概30%左右设备都是全新的,下一代约60%的设备是全新的,到了第三代全固态电池,基本上除了最后充放电流程以外,都跟现在液态电池的不一样。
我们始终认为一步到位解决所有问题是不现实的,必须循序渐进,逐步提升。我们现在正在通过“半固态-准固态-全固态”的发展路径,带动行业中上游的材料厂家和设备厂家一起升级,共同推进产业进步。
财联社:公司第一代半固态电池仍有液体,对于一些关于安全性提升似乎不是特别明显的观点,您怎么看?
李峥:润湿剂解决的是全固态的接触问题,但是注液的配方是有变化的,现在70%的工艺和液态电池还一样,也就意味着你的电池不可能做到全致密,所以需要一些液体去浸润,但是它的对于液体的要求比跟原来的电解液已经完全不一样。
1991年索尼发明了商用的锂电池,那个时候锂电池的电解液配方就是简单的有机溶剂,溶解了锂盐,但是当时电池的循环寿命很差,这是因为电化学反应的材料界面不稳定。这些年来电解液的配方一直在做加法,不断提升循环寿命,所以现在电解液各家都是秘方,里面包含多种有机物,但不断增加的添加剂也恰是安全性的问题的来源。
如果只是回归到让它做浸润,其实液体的配方不复杂,只是简单有机溶锂盐,把那些闪点低的添加剂尽量去掉。因为对于固态电池体系,用固态电解质来提升电极材料的稳定性,可以起到原来添加剂与电极反应形成稳定界面的类似效果。当然,随着电池体系的不断升级,液含量会不断降低,只要存在固液界面,一定不会完全没有界面稳定性问题,最终完全去掉液体,需要一个发展的过程。
财联社:半固态电池能量密度相对液态电池增加不是特别显著,增加的固态电解质反而比较会影响快充性能。半固态与快充还有长续航的发展会不会互相冲突?
李峥:充电速度跟正极、电解质、负极都有关系,我们通过材料和电池结构的协同设计,任何材料体系电池都可以实现快充,只不过是付出了多少成本实现快充。
如果是单一的用离子传导材料对比,固态电池离子电导率比电解液还要差一些的,但是我们认为这种“apple to apple”单一指标的对比不太有意义。因为,电池内部可以有不同的结构设计,譬如极片面密度、厚度可以调整,同样可以达到快充的目的。
另外,电池还要适应整车系统,比如与一些品牌实现的“几C”(电池充放电倍率)快充电池相比,他们的材料体系是液态的,确实传输速度更快,但我们可以从系统上想办法,比如做800伏系统,从系统上互补。不能把所有的需求,都通过材料本身解决,有的性能需要材料本身解决,有的性能通过电池结构可以解决,有的性能需要整车系统来解决,只要大家是协同起来,最终提供给消费者的产品就是满足市场需求的具有性价比的商品。
在现在电池开发过程中,清陶能源与上汽集团成立合资公司,建立了互信机制,在电池性能提升上大家共同努力。从消费者角度来看,不是关注电池本身“几C”,而是更具体的多长时间充多少公里,最后的产品是汽车,电池、电池里的材料都是车的一部分。
财联社:开创性产品量产早期,成本相对较高。业内有数据测算半固态电池初期量产成本1.5元/Wh,公司现在的半固态电池量产的成本比液态高很多?据您介绍,到公司量产全固态电池时,成本会比现有的液态电池降本30-40%,如何实现?
李峥:其实没有,成本方面需要保密。作为参考,此前公布的智己L6的预售价格,133度电的车卖33万元,同级30万元的中间差价是3万元,车的配置上是没有差别的,唯独的差别是多出33度电,多卖3万元。相较于业内测算,我们没那么贵,因为“此半固态非彼半固态”,半固态路线不一样,成本差异会很大。
还有一个很大的差异,譬如我在演讲中提到,不应该将“半固态电池”和“凝胶态电池”划等号。有些其他方式实现的“半固态电池”可能有比较大的一致性问题,动力电池在新能源汽车中大量需要串联,这要求电池的内阻等性能尽可能一致,否则就会出现差异偏差,加速失效。电池生产制造如果一致性不好,会导致配组率降低。
电池的一致性主要从生产制造环节去把握。从材料的角度来说,生产制造的一致是靠材料的规模化量产实现的,我们生产固态电解质是大规模量产,再把材料分别装配到每个电池里去,一致性可以达到类似于现有液态电池规模化量产的水平。而有些其他的类别电池,较多依赖于在电池成型后引发内部反应,这也是半固态电池的路径之一,但是需要克服的生产一致性难度较大,配组成本会增加。
全固态电池的降本上,首先是工艺降本,因为电池生产制程会大幅缩短,全固态电池最终就是整块的多层致密材料,通过简单的配制、成型、压合等手段就可以制造出来,整个产线就会大幅缩短,这个过程中会大幅降低生产能耗,生产制造环节能节省大量成本。第二是材料本身,特别是现在在电池中成本占比接近一半的正极材料,采用锰基材料方案,由于锰的储量大,未来价格优势明显。
财联社:相比于丰田之前在固态电池量产最快,如何看待中国在固态电池的量产进展似乎赶超日本?
李峥:日本的技术积累是非常值得尊敬,他们的研究比我们早20年,而且是举国体制一直在进行产业化攻关,中国在电池技术产业(包括液态电池)的起步都晚于日本,但中国的优势就是产业规模大、市场大、人才多,所以在中国做产业转化的过程中,速度会比日本快。
固态电池上,其实日本前期的研发的投入比我们大很多,也为行业培养了大量的人才,但是研发一直局限于很小规模,毕竟市场规模有限,产业链很多环节都转移到了中国。反观中国,比如这次CIBF展馆超两千家企业参与,这个基数是我们加快新电池技术产业化的底气,同时全国有大量高校、研究所,每年为这个行业在培养专业人才,把这两件事合在一起,我觉得中国后面的比较优势,越往后越凸显。
当然并不是说我们现在就比日本领先了,从电池的研发的严谨程度,包括整车验证的充分程度,日本其实远远走在中国之前,我们也了解到丰田等企业内部全固态电池相关测试验证非常充分,非常值得我们学习。
财联社:此前从智己方面获悉,上汽智己2026年将量产全固态电池?
李峥:相关全固态电池量产上车,5月下旬上汽集团将会有相关消息公开,敬请关注。
上汽集团对于全固态电池技术路线早已认定,已经坚定开发多年。上汽集团早在2015年就在固态电池领域做了相关投资,一直在坚持走全固态电池路线,在与清陶能源合作之前,内部就建有固态电池的研究团队。
从去年到现在,我们欣喜的看到其他车企主机厂对于固态电池开发的主动性都得到了提升,这让上汽集团和清陶能源感觉到增加了很多队友,推动产业发展的路上不是孤军奋斗。形成这样局面的原因,我觉得外部有丰田的开发进展给大家增加了信心,内部有产业升级的真实需求。