起底蔚來150度固態電池,全球鋰電格局要變天?

1月9日，蔚來在成都舉辦了NIO Day 2020大會，除了正式發布首款旗艦轎車ET7和第二代換電站之外，還重磅發布了150kWh固態電池包，並將於2022年第四季度使用。該類電池包可實現360Wh/kg的能量密度，使續航裡程突破1000公裡。

蔚來ET 7   圖片來源：官方圖片

固態電池成未來主流技術方向

長期以來，固態電池一直被視為一種突破當今電動汽車性能限制的方法。

當前車企搭載的主流產品均為傳統鋰離子電池，主要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質。

固態電池則是使用固體電解質，替代了傳統鋰離子電池的電解液和隔膜。能大幅降低熱失控風險，安全性更好；通過採用金屬鋰負極，能將電池能量密度提升70%以上。

與液態鋰電池相比，固態鋰電池具有更高能量密度及更安全等優勢，被業界認為是鋰電行業的未來最高技術路線。

蔚來汽車「固態電池」橫空出世，長期來看，或對鋰電中遊環節產生衝擊。消息一出，鋰電隔膜、電解液壓力倍增，1月11日早盤全線大跌。

另一方面，固態鋰電池現階段仍有諸多技術障礙亟待突破，例如在電池循環的過程中，固固界面容易接觸不良，這也導致了固態電池量產難度加大；快充性能並不佳、製備工藝複雜、價格高昂等。

因此市場預計，全固態電池規模化量產至少需要5-10年時間。

而蔚來發布會上提到的固態電池三大核心技術，「原位固化固液電解質」、「無機預鋰化矽碳負極」、「納米級包覆超高鎳正極」。業內人士分析稱，本質上沒有顛覆性技術，就是熱固化電池，並不是真正意義上的固態電池，只是新名詞。

鎖定寧德時代？

1月10日，蔚來汽車創始人、CEO李斌在採訪時表示，蔚來汽車與固態電池供應商之間有著非常緊密的合作關係，且肯定是業內最領先的公司，「但現在還不方便提」。

一石激起千層浪，當時，業內人士對其固態電池供應商紛紛展開了猜測。業內盛傳蔚來固態電池潛在供應商的名單上，包括此前被傳已選定的清陶能源、與蔚來籤有合作協議的輝能科技，以及蔚來現有合作夥伴寧德時代。

不過，清陶能源提前出局。1月10日，爆料稱清陶能源總經理李崢日前曾在微信朋友圈的一條留言中表示「清陶無此計劃」（指與蔚來的合作）。

1月11日，最新消息稱，寧德時代或為蔚來固態電池供應商。

在NIO Day 2020上，與150kWh固態電池包一同發布的，還有70kWh電池包和100kWh電池包。

此前傳言稱，蔚來已包下寧德時代一條磷酸鐵鋰電池生產線，準備測試旗下磷酸鐵鋰版本車型。而後又有消息傳出，「並未包下一條產線，是寧德時代將其一條磷酸鐵鋰產線用於生產蔚來的100KWh電池。」

據悉，蔚來100KWh電池包將採用寧德時代的三元高鎳電芯輔以CTP技術。

作為行業龍頭企業，寧德時代和蔚來已經保持有供貨關係。

2019年3月，寧德時代發布消息稱，其研發團隊攻克高鎳三元材料及矽碳負極材料等關鍵核心技術，率先開發出能量密度達304Wh/kg的電池樣品。

不僅如此，上汽集團高端智能電動車品牌智己汽車在去年年底宣布，其車型將搭載與寧德時代共同開發的「摻矽補鋰」技術的電芯電池，雖然能量密度為240Wh/kg，但續航裡程同樣將達到1000公裡。「矽用在負極，鋰正負極都有。」曾有寧德時代內部人士簡單解釋了「摻矽補鋰」技術。

而根據上述提及的蔚來固態電池三大核心技術，除「原位固化固液電解質」工藝外，「無機預鋰化矽碳負極」和「納米級包覆超高鎳正極」這兩大工藝寧德時代目前已有掌握。

由此可見，寧德時代已在「矽碳負極」和「高鎳正極」工藝領域達成了較成熟的技術儲備。

固態電池競爭白熱化

根據產業鏈調研，固態電池將在2025年逐步實現商業化，在2030年成為動力電池主要技術路線。在此背景下，世界上主要國家均在大力布局該領域，主要分布於歐、美、中、日、韓，共有53家企業在布局研發固態電池，其中大約9家專注從事硫化物固態電池

1、中國

目前氧化物固態電池在中國比較盛行，氧化物固態電池水平屬於全球領先。

宣稱做固態電池企業的有很多，如臺灣輝能、江蘇清陶、北京衛藍、贛鋒鋰業、寧德時代、國軒高科、無錫海特、上汽等。前四家離產業化比較接近，已經建成至少是中試規模實驗線，並有產品出廠應用於無人機，開始商用。

2、日韓

日本國家策略投入非常大，舉全國之力，聯合日本38家機構，推進硫化物全固態電池產業化。

日本科技省（低碳新能源項目，2013-2022每年投入15億日元支持研發）和新能源研發機構（2016-2022每年30億日元；2018-2022年solid ev項目，18年單年投入18億日元）共投入三個項目，預計硫化物全固態電池在日本動力電池市場的滲透率，2025年、2030年分別達到50%、95%。

目前豐田、松下、日立等都有展出硫化物全固態電池樣品，對外宣稱2025年硫化物全固態電芯量產。

韓國主要有三家，現代、LG化學、三星。三星2020年3月份時候在Nature Energy上發表了60攝氏度下1000多循環的硫化物全固態電池，用銀碳複合的無鋰負極材料，這也是目前公開數據中最好的硫化物全固態電池。

3、歐美

歐洲主要是德法英，車企推動為主。如英國戴森，德國寶馬和大眾。

美國battery 500項目是國家層面政策最大支持，包括硫化物先進設計、電芯設計等等。其中初創企業比較突出，包括Quantum Scape、SolidPower、Cymbet、Polyplus、24M、Sakti3等。

很明顯，固態電池領域已經進入競爭白熱化階段，電池企業、車企、投資機構、科研機構等在資本、技術、人才三方面進行博弈。

年度電池「妖股」Quantum Scape

2020年電動汽車大牛市中，QuantumScape(QS.US)的年末崛起可謂最瘋狂的情節之一，或將掀起一場顛覆性的變局。

11月通過借殼上市後，這家專注固態電池技術的初創企業市值一路崛起，股價在過去2個月已飆漲10倍，最新市值高達414億美元。

如此巨大漲幅，Quantum Scape底氣何在？

Quantum Scape成立於2010年，由史丹福大學科學家Jagdeep Singh、Fritz Prinz和Tim Holme創立，主要研發固態電池。成立以來，收穫了眾多大佬的支持。

2012年，大眾就已與Quantum Scape合作；2018年大眾向Quantum Scape投資1億美元，成為其最大股東，並宣布建立合資公司；2020年，大眾對Quantum Scape注資3億美元。

根據路演資料，Quantum Scape投資者還包括比爾蓋茨、Kleiner Perkins、上汽集團和大陸集團等。截止上市前，Quantum Scape已獲得超過8億美元融資。

產品方面，12月8日，Quantum Scape就在官網披露，基於單層電池測試的結果顯示，該公司的固態電池只要15分鐘就能充電80%，比傳統電池或其他固態電池路線的速度更快。此外，數據還顯示，該技術適應的溫度範圍也極為廣泛，甚至在零下30攝氏度也能運行。

該項成果受到了2019年諾貝爾化學獎得主Stan Whittingham的肯定。他認為如果QuantumScape可以把這項技術投入量產，那麼它就有可能改變整個行業。

但伯恩斯坦電池行業分析師Mark Newman表示：「隨著生產層數的增加，製造方面的挑戰會呈指數級增長。」

QuantumScape憑藉產品性能突破給市場注入了新鮮血液，接下來能否成為鋰電行業顛覆者呢？讓我們拭目以待。