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辉能科技:让固态电池最快走向量产

2019-09-10 09:48  浏览:  
在2年多的测试之后,8月22日,蔚来电动力工程副总裁黄晨东来到台湾桃园,与辉能科技签订了合作备忘录。

根据协议,辉能将为蔚来定制生产“MAB”固态电池包。合作的第一阶段目标,是把辉能的固态电池包装到蔚来的样车上去。未来样车下线之后,还可能进一步合作规模生产。

这意味着,在接二连三的起火事件之后,蔚来已经开始考虑以更安全、可靠的固态电池,替代主流的三元液态电池的可能性。

蔚来电动力工程副总裁黄晨东(左)与辉能科技创始人、CEO杨思枏签署协议

辉能科技2006年成立于台湾。今年4月,其自主研发的“MAB (Multi-Axis BiPolar+)多轴向双极锂陶瓷电池”,获得了有科技创新界“奥斯卡”之称的“爱迪生奖”金奖。2017年-2019年,辉能的固态电池技术还曾连续三年获得了美国CES“创新奖”。

在辉能科技创始人、CEO杨思枏看来,未来固态电池取代液态电池成为主流是大势所趋。这个“大势”,最快将于五年内发生,而2021年-2022年或将成为固态电池量产的元年。

与液态电池相比,固态电池最大的优势是安全、稳定。固态电解质更耐高温、没有漏液的问题,损坏不容易爆炸起火,体积轻薄,可以支撑柔性化、可弯曲的封装设计。但由于成本高、产能低,一直面临着商业化难题。

辉能2014年开始商业化,最初面向电子消费市场,把产品卖给一些可穿戴、IOT、消费电子产品厂商。由于固态电池成本高,因此只局限在小众市场,累计营收不足600万美金。研发、运营投入了近1亿美金,主要来自于大股东软银中国,自2012年起,软银中国多次向辉能增资。

“在新能源领域,以往大多是由国家研发机构或实验室来主导技术创新。像辉能这样的创业企业,能同时在电池技术、量产规模与商业能力上都大幅领跑业界非常难得。”软银中国资本管理合伙人薛村禾表示。

目前已知可能会最早量产固态电池的车企是丰田。丰田实行副总裁寺师茂树曾经公开表示,丰田预计将于2020年东京奥林匹克运动会之前发布固态电池汽车。据外国媒体报道,丰田的全固态电池汽车最早将在2022年实现量产。杨思枏表示,辉能与车企共同开发,有望早于或与丰田同期量产固态电池汽车。

杨思枏认为,近几年电动车的起火事件,让动力电池的安全问题引起了越来越多的重视,这也加速了固态电池的商业化落地。

过去五年,电动车市场高速发展,而“里程焦虑”成为了电动车普及的瓶颈。为了追求更高的能量密度,三元锂电池(特斯拉、宁德时代为代表)逐渐替代了传统的二元系电池(比亚迪为代表)成为主流技术路线。

宁德时代生产的以镍钴锰(NCM)为正极材料的三元锂电池,三种化学材料的功能,可以简单地理解为,镍负责能量密度,钴负责可靠性,锰负责稳定性。为了追求更高的能量密度,近几年三种材料的配比从NCM523(镍钴锰比例为5:2:3)走到了NCM622,现在到了NCM811。蔚来ES8采用宁德时代生产的NCM523\622电池。今年6月量产的蔚来ES6,首批搭载了NCM811电池。

随着镍的比例的上升,电池的能量密度越来越高,但可靠性、稳定性所面临的挑战也越来越大了。比如正极材料的分解温度,NCM523大概在300度分解,而NCM811降低到了约180度。

杨思枏认为,频繁的起火事件,已经让很多车企意识到,液态电池的安全性问题。而现在的问题是,液态电池可能快要步入瓶颈了,固态电池还没开始量产。

“(液态电池)到顶点的时候,又没有固态电池的出现,大家5年以内其实是很彷徨的。”杨思枏说。

辉能2013年在台湾桃园建成第一座工厂,产能40MWh/年。正在建设中的第二工厂,规划产能1-2GWh/年,预计今年底完工,2020年进行设备调试,2021年大量量产。杨思枏表示,为了降低成本,辉能采用与液态电池一致的正负极材料,当产能达到1GWh,电芯成本预计能达到液态电池的1.6倍,组成模组之后成本将为液态电池的1.3倍。

当产能产能达到10GWh,电芯成本就会降低到液态电池的1.3倍,电池包成本为液态电池的1.05倍。杨思枏希翼通过与车企共同开发,在2021-2022年达成20GWh产能。那个时候,整个固态电池包的成本将是液态电池的98%,安全性、综合性价比就会远超液态电池,“大家产能有多少,就会被用多少。”杨思枏说。

为了最快速度实现规模生产,“于成本、产量上与传统锂电池抗衡”,辉能计划以“技术授权”的形式,把电芯技术、电池包封装技术开放给合作伙伴,或以合资企业的形式共同开发。这个过程中,辉能将通过授权金、出售电芯材料、或出售电芯、模组、电池包等形式,获得更多市场份额。杨思枏表示,全球目前已经有十几家车企与辉能洽谈过相关合作。

新势力们可能会比传统车企更早一步尝试新技术。蔚来大概2年以前就开始与辉能接触,测试其固态电池产品。而前乐视汽车CEO张海亮带领的“天际汽车”,已经与辉能达成了“技术授权”的合作。今年4月的上海车展上,搭载辉能固态电池的天际汽车ME-S亮相,电芯的能量密度达到750Wh/L。

杨思枏告诉36氪,目前全球部分车企液态电池的订单大概将于2023年-2024年集中到期,未来可能会考虑,于2025年更换为固态电池。而在此之前,他们有的已经找到辉能提前布局。

到了那个时候,固态电池成本可控,安全性、稳定性更加优越,现在的车企和电池厂们,所有液态电池的产能和布局,可能都将成为阶段性的过度产品。

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