繼麒麟電池之后，寧德時(shí)代又一次放出大招。
4月19日，寧德時(shí)代在2023上海車展現(xiàn)場(chǎng)正式發(fā)布了凝聚態(tài)電池。據(jù)寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱介紹，凝聚態(tài)電池單體能量密度最高可達(dá)500Wh/kg，兼具高比能和高安全的特性，寧德時(shí)代預(yù)計(jì)在今年內(nèi)具備量產(chǎn)能力，該電池不僅會(huì)用于汽車領(lǐng)域，還會(huì)用于航空領(lǐng)域。
(資料圖)
什么是凝聚態(tài)電池？這種電池技術(shù)發(fā)展又將對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)怎樣的影響呢？
凝聚態(tài)電池的“更高”和“更快”
與目前的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池相比，凝聚態(tài)電池有著“更高”和“更快”等優(yōu)勢(shì)，前者是指能量密度，后者是指充電速度。
據(jù)了解，凝聚態(tài)電池經(jīng)特殊界面設(shè)計(jì)將電解液束縛在高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，形成了兼具優(yōu)良力學(xué)穩(wěn)定性和離子傳輸性能的凝膠態(tài)，擁有更佳的動(dòng)力學(xué)、安全性及可靠性。
國(guó)聯(lián)證券研報(bào)顯示，通過高動(dòng)力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì)、高比能正極、新型負(fù)極、新型隔離膜及新型生產(chǎn)工藝可實(shí)現(xiàn)電新單體能量密度500Wh/kg，該產(chǎn)品目前正進(jìn)行民用電動(dòng)載人飛機(jī)項(xiàng)目的合作開發(fā)，車規(guī)級(jí)電池預(yù)計(jì)今年內(nèi)具備量產(chǎn)能力。
目前的主流電池技術(shù)路線中，三元鋰電池能量密度約為250Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密度約為180wh/kg，而今年進(jìn)入“量產(chǎn)元年”的鈉離子電池能量密度約為100-150Wh/kg。可以看出，凝聚態(tài)電池與上述類型電池相比在單體能量密度上具有顯著優(yōu)勢(shì)。
為了解決現(xiàn)有液態(tài)電池的安全性和能量密度瓶頸，寧德時(shí)代等多家企業(yè)也在探索半固態(tài)電池、固態(tài)電池等技術(shù)路線。國(guó)聯(lián)證券認(rèn)為，凝聚態(tài)電池也屬于半固態(tài)電池的一種。
深度科技研究院院長(zhǎng)張孝榮接受記者采訪時(shí)表示：“從寧德時(shí)代披露的資料來(lái)看，目前凝聚態(tài)電池很可能是一種半固態(tài)電池，它的電解質(zhì)是凝膠狀態(tài)，含有液態(tài)成分，沒有流淌性而具有很強(qiáng)的粘附性，避免了液態(tài)電池的熱失控，提升了安全性，除此之外，在能量密度和充電速度方面都比液態(tài)電池有所提升。與全固態(tài)電池相比，凝聚態(tài)電池依然屬于過度性產(chǎn)品，在能量密度與安全性上依然遜色不少。”
而中國(guó)人民大學(xué)國(guó)際貨幣研究所研究員、獨(dú)立國(guó)際策略研究員陳佳接受記者采訪時(shí)表示，過去那種單純以固態(tài)、半固態(tài)來(lái)判定電池技術(shù)是否屬于新一期迭代的陳舊標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)并不客觀。究其根本，主要是長(zhǎng)期以來(lái)液態(tài)鋰電池的安全性、能效比和耐用度都因?yàn)橐簯B(tài)物質(zhì)的存在而大打折扣，市場(chǎng)非專業(yè)人士往往想當(dāng)然地認(rèn)為非固態(tài)電池就是陳舊落后，固態(tài)電池就是革命先進(jìn)，然而實(shí)踐中的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)進(jìn)步是很難一概而論的。凝聚態(tài)電池的超流態(tài)并不是固態(tài)，但其能量密度和快充能力已比液態(tài)電池實(shí)現(xiàn)了革命性的突破。
“凝聚態(tài)電池的技術(shù)路線相比當(dāng)前尚未完全商用量產(chǎn)的半固態(tài)、全固態(tài)電池技術(shù)而言，無(wú)論是在商業(yè)可行性、市場(chǎng)契合度以及自主創(chuàng)新能力上都是極為領(lǐng)先的。”陳佳說(shuō)。
除了能量密度更高之外，凝聚態(tài)電池理論上還具有更快的充電速度。據(jù)介紹，傳統(tǒng)的鋰離子電池往往需要數(shù)小時(shí)才能完成充電，而凝聚態(tài)電池可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成充電。
“凝聚態(tài)電池具有的聚合物電池特性以及未來(lái)中國(guó)在智慧城市建設(shè)和智能充換電設(shè)施領(lǐng)域的創(chuàng)新，將極有可能改變國(guó)內(nèi)用戶使用新能源汽車的體驗(yàn)和習(xí)慣。聚合物極高的穩(wěn)定性與快充特性將使得‘充電難’等問題成為過去式。”陳佳說(shuō)。
對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆可能
據(jù)寧德時(shí)代介紹，公司在2023年內(nèi)將具備凝聚態(tài)電池的量產(chǎn)能力。
“在寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池技術(shù)之前，業(yè)界通常理解的凝聚態(tài)電池技術(shù)尚且處在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，樂觀估計(jì)最快也要到2024年-2025年區(qū)間才能量產(chǎn)。可以說(shuō)寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池量產(chǎn)計(jì)劃的推出，宏觀上大大縮短了全球新能源產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)革新的等待時(shí)間。”陳佳說(shuō)。
國(guó)聯(lián)證券研報(bào)認(rèn)為，寧德時(shí)代第一代凝聚態(tài)電池方案或采用原位聚合工藝，在8系高鎳三元及高硅負(fù)極體系內(nèi)引入膠黏劑(PEO或VC等)加引發(fā)劑形成凝膠狀電解質(zhì)，使用常規(guī)鋰鹽及電解液并添加LiFSi或LiTFSi，保留隔膜并在隔膜涂覆固態(tài)電解質(zhì)(LATP或LLZO)。
“而二代產(chǎn)品在此基礎(chǔ)上或采用超高鎳或富鋰錳基正極搭配鋰金屬或鋰復(fù)合負(fù)極并大幅減少電解液使用量，并且在封裝方式上可能革新為疊片軟包的方式。”上述研報(bào)表示。
這意味著，第一代凝聚態(tài)電池的推出并不會(huì)對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈造成太大影響，但第二代產(chǎn)品由于電解液使用量的大幅減少及新型負(fù)極材料等原因，它的普及或?qū)?duì)電解液和負(fù)極材料等眾多鋰電池上游廠商帶來(lái)一定影響。
“按照凝聚態(tài)電池技術(shù)的迭代方向，相比傳統(tǒng)的石墨負(fù)極，下一代則采取硅碳負(fù)極，第二代及之后極有可能向鋰復(fù)合/鋰金屬負(fù)極發(fā)展，五年內(nèi)如果凝聚態(tài)電池技術(shù)通過寧德時(shí)代的全面量產(chǎn)而得以產(chǎn)業(yè)鏈級(jí)別的推廣，且第一代技術(shù)維持時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)(2-3年)，那么其對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的影響是相對(duì)較小的。而一旦寧德時(shí)代的凝聚態(tài)電池迅速完成了向第二代技術(shù)變遷(比如說(shuō)2年內(nèi))，新能源產(chǎn)業(yè)鏈上游則很可能發(fā)生天翻地覆的變化。”陳佳說(shuō)。
寧德時(shí)代的多技術(shù)路線布局
此前，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群就曾透露稱，除麒麟電池外公司還在攻關(guān)更多新型電池，例如全固態(tài)電池、半固態(tài)電池，甚至還有大家沒有聽過的凝聚態(tài)電池。
“多技術(shù)路線布局可以降低企業(yè)未來(lái)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，保障企業(yè)戰(zhàn)略的有效性。能量存儲(chǔ)沒有終極解決方案，只有最適合的方案，在不同的市場(chǎng)階段，會(huì)出現(xiàn)不同的技術(shù)路線，多條技術(shù)路線布局，可以及時(shí)找到最優(yōu)方案來(lái)滿足市場(chǎng)需要。”張孝榮說(shuō)。
目前，除了凝聚態(tài)電池有望量產(chǎn)之外，寧德時(shí)代許多其他技術(shù)路線的布局也已經(jīng)到了開花結(jié)果的階段。
4月18日消息，據(jù)寧德時(shí)代官方消息，麒麟電池全球量產(chǎn)首發(fā)極氪009 ME版車型已經(jīng)正式交付。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，寧德時(shí)代此次首發(fā)的麒麟電池，采用寧德時(shí)代第三代CTP技術(shù)，系統(tǒng)集成度創(chuàng)全球新高，體積利用率最高可達(dá)72%，能量密度最高可達(dá)255Wh/kg。極氪009 ME版車型搭載了麒麟電池，電池容量達(dá)到140kWh，CLTC綜合工況續(xù)航里程達(dá)822km。
而在鈉電池的實(shí)際應(yīng)用上，寧德時(shí)代也有了新的進(jìn)展。4月16日晚，寧德時(shí)代和奇瑞汽車雙雙發(fā)布消息稱雙方達(dá)成合作，寧德時(shí)代鈉離子電池將首發(fā)落地奇瑞車型，同時(shí)雙方將共同推出電池品牌“ENER-Q”。
起點(diǎn)研究CEO李振強(qiáng)認(rèn)為：“2023年將會(huì)是鈉電池量產(chǎn)元年，預(yù)計(jì)全年出貨量達(dá)12GWh。2023年到2025年，應(yīng)用于3C、動(dòng)力及儲(chǔ)能領(lǐng)域的鈉電池規(guī)模分別為5GWh、45GWh、50GWh，總出貨量將達(dá)100GWh。”
東吳證券研報(bào)表示，寧德時(shí)代在加速布局半固態(tài)電池、固態(tài)電池、凝聚態(tài)電池等新領(lǐng)域，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)迭代。
