06.29 佈局固態動力電池,日本能否打敗中國奪回霸權?

作為電動汽車的心臟,動力電池已成為各國、各大廠商的必爭之地。中、日、韓三國則是主要競爭戰場。

當前,依靠政策紅利和補貼優勢,中國已經戰勝日本,成為全球動力電池出貨量最大的國家。“獨角獸”寧德時代迅速崛起,也將日本松下電器拉下了銷量冠軍的寶座。但是,暫時的領先並不代表未來,我國動力電池行業兩級分化嚴重,洗牌加速,行業發展還有很多不確定因素。而此時,日本企業正悄然開始反擊,重點佈局下一代動力電池,力爭奪回電池產業的霸權。

固態電池,更具潛力

近日,日本新能源產業技術綜合開發機構宣佈,將與豐田、本田、日產、松下等23家汽車、電池和材料企業聯合開發固態電池,並計劃到2022年全面掌握固態電池的相關技術。在鋰電池領域,日本企業被中國企業趕超,這一新項目將舉全日本之力推進研發,力爭奪回其電池產業的霸權。

佈局固態動力電池,日本能否打敗中國奪回霸權?

目前,國際主流動力電池企業以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為主,均含有電解液成分。磷酸鐵鋰的理論能量密度約為170Wh/kg,三元鋰電池的理論能量密度為300-350Wh/kg,二者能量密度提升空間相對較小,由此帶來消費者嚴重的里程焦慮。同時,還存在熱分解溫度低、易燃燒爆炸等安全問題。

固態電池被普遍認為是下一代電池的有力競爭者。所謂固態鋰電池,與傳統鋰電池相比的最大特點在於其使用了固態電解質材料,當使用的電極和電解質材料均為固態、不含任何液態成分時,則為全固態鋰電池。

佈局固態動力電池,日本能否打敗中國奪回霸權?

(圖片摘自《鋰電池產業發展報告(2018)》——中國電動汽車百人會)

由於改變了鋰電池的傳統結構,隔膜、液態電解液等不再是必要組件,固態電池具有巨大的技術優勢潛力:

一是安全性高,不含易燃易揮發有毒性的有機溶劑,不存在漏液問題,大幅降低了電池燃燒、爆炸的風險;

二是循環壽命長,不存在液態電解質在充放電循環過程中產生固體電解質界面膜問題,目前研發的預期壽命將達到15000-20000次;

三是能量密度高,全固態鋰電池能量密度預估最大潛力值可達900Wh/kg,續航里程將大幅增加;

四是系統比能量密度高,固態電解質沒有流動性,可以實現內串聯組成高壓單體,有利於提升動力電池系統成組效率和能量密度;

五是正負極材料選擇範圍寬。此外,固態電池的工作溫度範圍、電化學穩定窗口寬、並且兼備薄膜化、柔性化的潛力。

搶奪先機,不只是日本

在中日韓企業主導動力電池市場的局面下,其他區域在當前技術路線超車難度較大,因此,一些歐美企業已經開始轉移目標,佈局新一代電池技術(固態電池和氫燃料電池),寄希望於下一輪競爭中佔據主導。

近期,大眾汽車集團就宣佈向加州初創公司(QuantumScape)注資1億美元,用於固態電池的開發,同時加速推進其新能源戰略規劃。新開發的電池體積更小,充電速度更快,安全性更高,續航里程大幅增加。固態電池計劃於2025年前實現量產。

佈局固態動力電池,日本能否打敗中國奪回霸權?

在2018中國(青海)鋰產業與動力電池國際高峰論壇上,中國電動汽車百人會理事長陳清泰指出:“動力電池全球化競爭日益激烈,歐美企業雖然在本輪競爭中失去了位置,但是他們已經在為下一階段的競爭做佈局,是潛在的強大競爭者。從下一步發展來看,應該關注固體電池發展的問題。”

當前,歐美、日韓、中國等國家的眾多企業正在積極佈局和研發固態電池。但是,中國的企業相對來說進入時間較晚,主要以科研機構或院校為支撐,產業化進程較慢。

佈局固態動力電池,日本能否打敗中國奪回霸權?

(圖片摘自《鋰電池產業發展報告(2018)》——中國電動汽車百人會)

我國動力電池企業數量雖多,但兩級分化十分嚴重,而且存在較大投資泡沫、圈錢、圈概念等亂象,真正一心撲在前沿技術的企業相對較少。如果只停留在產能比拼上,在不久的將來,很有可能被日本、韓國以及後來者歐美等國所超越。

“下一代電池是什麼?確實存在著很大的競爭不確定性。因此,電池技術在諸多的技術路線當中應該發揮獨特的優勢,但是哪一種電池技術在未來能夠主導我們的產業,確實還需要在創新當中觀察,不能停留在現有的層面上。潛在的替代技術,甚至是顛覆性的技術依然存在,這個領域會出現技術的“黑天鵝”。”中國電動汽車百人會秘書長兼首席專家張永偉表示。


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