朱玉龙

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奔驰,从车企角度来看固态电池技术

奔驰

2022-10-06

作者:朱玉龙

最近在检索固态电池信息,奔驰的一位固态研究组 Team leader Hansen Chang,主要介绍了梅赛德斯 - 奔驰在研究层面对于固态电池的一些看法。这可以对比德国的另一家豪车企业宝马来一起分析,两家的豪华车企业的共同特点是都在布局下一代的研究(RD In-house):

  • 奔驰

Stellantis 探索在欧洲建设超级电池工厂,后续将会投资 Stellantis 下属的 ACC。意在推动下一代电池的研发和储备;固态电池主要投资辉能和 Factorial Energy,目前通过这两家合作伙伴关系,共同开发下一代固态电池;还在电池阳极材料方面大力投资,争取做高能量密度和提高快充速度。

  • 宝马

战略很清楚,开始转向圆柱的尝试,并且是唯一个没建设电池工厂的欧洲车企(但是建设了很大规模的电池中试线);固态电池通过投资 SolidPower,目前深化 SolidPower 的合作,计划于 2022 年装车测试,2025 年前推出固态电池原型车,2030 年前用于量产车。

▲图 1. 两家德国豪华车企的电池布局

奔驰对于前沿电池的判断

根据电动汽车用的动力电池路线进化来看,目前 2022 年的水平,大概在 500-700Wh/L 的水平,前沿的高能量密度电池能量密度为 700Wh/L,从传统的标准化(Lib standard)使用的动力电池开始,慢慢会切入前沿电池(Post LiB)到 2030 年可以冲击 1,000Wh/L 级,实现更高能量密度的电池。

这个数据是按照 25 度,1/3C 测试条件得到的体积能量密度 Vol Energy Density。

▲图 2. 奔驰判断的电池能量密度进化趋势

未来梅赛德斯 - 奔驰将开发出比传统锂电池技术更安全、能量密度更高的固体电解质材料。代替高度易燃的有机电解质使用时,安全性和稳定性会有所提高,使高能量密度材料的使用成为可能。

与目前的锂电池相比,采用硫化物电解质的固态电池在安全性等方面更胜一筹,聚合物电池适用于功率类型电池(适用于高倍率)。氧化物电解质电池的优势在于高温下的高安全性和高能量密度。硫化物电解质固态电池有望应用于汽车领域,但仍存在部分问题需解决。

目前来看,奔驰主要还处在研究阶段,固态电池技术框定在研究储备领域。

▲图 3. 不同固态电解质的路线

在奔驰看来,固态电池有以下的战略价值:

  • 提高能量密度和提高安全性

  • 实现不同车辆的差异化(高端车型)

  • 内部进行研发(In house ASSB R&D),开发材料和电池原型

▲图 4. 奔驰的固态电池 DNA

固态电池的前景

目前来看,固态电池的发展了很多年,虽然很多企业宣布投入很多的资金,但还是处在起步阶段,随着欧美固态电池初创企业上市,在这过去的 1 年中,都没有达到一个可以上车担当重任的状态,所以目前这些创业企业和车企都计划在 2025 年之前将电池商业化(初步上车)。

从合作的车企来看,哪怕固态电池的商业准备将于 2025 年开始(这个时间点,车企可能会对一个比较高的电池价格买单),我觉得在 2025-2030 年的这段时间,重点观测的还是一些豪华车企的进展,他们需要把电池的体积能量密度做高,把电池做轻。这样有利于他们把整车的整备质量做低,提高整车的操控性。

目前我们看到国内的固态电池企业,由于传统电池的规模已经非常大,需要把自己的产能也快速提升,从小批量进行生产测试和迭代,快速提高。半固态的这一批,都开始建设产能从 2GWh 往上到 5GWh 来规划。

小结:随着电池成本成为一个非常关注的话题,大家更愿意期待钠电池的低成本表现,固态电池多年的概念已经让大家开始有所怀疑。聚焦半固态电池(凝聚态)可能更合适一些

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