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锂金属电池商业化“前夜”

作者:中国储能网新闻中心 来源:高工锂电 发布时间:2021-11-25 浏览:

中国储能网讯:全球汽车电动化疾驰向前,围绕下一代动力电池的商业化角逐,也正日趋激烈。

作为下一代动力电池代表企业,SES近期公开了最新的100 Ah单体锂金属电池,同时,对于其产业化时间表、客户合作以及上市进程都做了详细介绍。

SES创始人兼CEO胡启朝展示Apollo™大电芯

与QuantumScape、Solid Power等同行所选择的全固态电池路径不同,SES将目光聚焦于混合锂金属电池。

SES创始人兼CEO胡启朝的思路是,锂金属电池毫无疑问是终极方向,但全固态锂金属电池实现难度非常大,产业化并不现实,而混合锂金属电池方案保持了固态锂金属高能量密度的优势,同时保持了和锂离子电池一样的生产工艺和可制造性。

也是基于此,2015年,胡启朝将公司原计划做固态锂金属电池的战略方向,调整为混合锂金属电池,并将名称从此前的“SolidEnergy Systems”更名为“SES”。

以首届SES Battery World活动作为观察窗口,高工锂电认为,从产品开发周期、车企应用、资本运作等多个维度来看,以锂金属电池为代表的下一代动力电池已经驶入商业化新阶段。

一、从技术及产品开发的进程来看,锂金属电池已经从最初的单层、多层、Ah级电芯跃升进入车规级100Ah电芯级别,走向商业化装车“前夜”。

此次发布会上,SES发布的Apollo™锂金属电池容量达到107 Ah,成为全球首次公开展示的超过100 Ah的单体锂金属电池,这意味着其距离商业化装车迈进了一大步。

SES Apollo™大电芯性能数据

从性能指标来看,Apollo™ 107 Ah电池,重量仅0.982 Kg,能量密度为417 Wh/kg、935 Wh/L,在室温下进行10小时、3小时和1小时放电测试,均展现出极高的容量和能量密度。

从工程制造环节来看,SES已经掌握了一套混合锂金属电池产业化的核心材料技术,并摸索出了完整的生产工艺和制造流程:

宽幅锂金属负极:通过自有知识产权工艺制造的超薄金属负极

复合负极涂层:通过机械屏障提高安全性

基于聚合物的隔膜:高度可制造的先进隔膜

高浓度液体电解质配方:低挥发性和自熄性

高能量密度正极:高度可制造的先进正极技术

这对于接下来的规模化制造和验证将会起到至关重要的作用。

高工锂电认为,相较于聚焦于固态锂金属电池的QuantumScape、Solid Power等企业, SES率先推出了其107 Ah大电芯,这相对于其它企业还停留在多层或者小电芯级别的样品而言,是一个非常大的跃升,对于锂金属电池上车迈出了实质性一步。

与其它企业相比,SES选择的混合锂金属电池在工业化上更具可行性,其既保持了锂金属电池高能量密度的特性,同时在工艺和制造上与现有的锂离子电池匹配度较高,这也是SES能够率先推出100 Ah级别的锂金属电池的根本原因。

事实上,在国内,包括锋锂新能源等在内的多家电池企业也走在考虑或者部署SES所选择的混合锂金属电池路线。

高工锂电认为,尽管在循环性能、成本、机械结构设计等还存在不小的挑战,但随着入局者的不断增多,混合锂金属电池路线将成为锂金属电池商业化的重要路径选择。

二、从国际车企端的实际反馈和行动节奏来看,已经在加速推动锂金属电池的商业化应用与验证,普遍规划将于2025年左右“上车”。

按照这个节奏,车企的布局正在明显变得频繁,这体现在两个层面:一方面,各大车企积极加入到固态电池企业的投融资进程中,野心在于前瞻卡位到下一代电池的部署中。另一方面,是加快推动与电池企业的技术开发和合作,推动下一代电池上车验证。

SES Apollo™锂金属电池

以SES为例,得到了通用和现代汽车投资,同时SES正与通用和现代开展A样品合作,计划明年推出车用级锂金属电池A样品,2024年提供C样品,2025年正式开启锂金属电池的商业化量产。

而为了配合B样及C样的验证,SES在此次活动上宣布,其正在建设上海超级工厂,计划于2023年竣工,建成后的产能将达到1GWh,会是全球产能最大的锂金属电池工厂。

全球视角来看,欧洲和中国的电动化渗透率已经都越过10%拐点,市场化突破明显提速,对于车企而言,通过导入更高性能电池来提升产品竞争力,已经成为新周期下市场竞争的关键点。

国内外车企清楚,要想在2025年推动锂金属电池“上车”,时间窗口正在缩小。必须要尽快启动商业化,在商业模式上,2025年后的动力电池配套,车企也希冀更加深度地参与其中,掌控核心话语权,这是车企现阶段加大在锂金属电池领域卡位的又一原因。

三、资本是驱动产业前行的血液,也是观测产业发展处于何种阶段的风向标。放眼全球,下一代电池企业纷纷进入融资中后期阶段,尤其是在美国,出现集中上市的现象。下一代电池正逐步完成前期技术开发阶段,进入批量工业化新周期。

国际上看,7月,SES宣布与艾芬豪达成最终合并协议。交易完成后,合并的公司的估值约为34亿美元,将在纽约证券交易所上市,新股票代码为“SES”。

6月,Solid Power宣布将以SPAC形式上市,合并后公司的估值约为12亿美元,预计将在2021年第四季度上市。

去年12月,QuantumScape完成SPAC上市,新公司作价33亿美元。随后的几个月,其股价不断飙涨,股价最高达到132.73美元,市值超过477亿美元。

放眼国内,包括辉能、清陶、卫蓝等几家固态电池企业,都已经先后进入量产阶段的新一轮融资及上市进程。资本进程加快的背后,意味着下一代电池企业对于资本的渴求在变大,而这种渴求都将主要以产业化做准备。

随着国内外相关企业加速上市,将从此前的技术研发阶段,逐步向工程制造阶段跨越,无论是固态电解质、锂金属负极的量产,还是更大规格电芯级别中试线的部署,这将进入到量产前的关键阶段,需要更大体量的资金的持续投入和输血。

四、从政策导向来看,下一代动力电池的产业化已经提上日程,包括中国、欧盟、美国等各大经济体都对于锂金属电池的开发和量产做出政策引导和规划部署,在此驱动下,可预见的是,未来几年,全球将会以政策引导、资金补贴、产业链协同等方式加快推进锂金属电池的产业化进程。

高工锂电认为,下一代动力电池的争夺战已经逐步进入白热化,新的阶段,将不再是单纯的聚焦于单一技术指标的优劣,而将会是面向规模化制造时的各项储备,这包括资本、客户、工程制造能力、管理能力、供应链规划部署等各个环节的综合实力。

电池技术的革命并非只是单纯的技术层面的演变,还将会对于现有的产业格局和行业形态发生颠覆。对于SES这样的下一代电池企业而言,要依托自身的技术沉淀,建立可行的工业化路径,并联合产业链上下游战略合作伙伴,踩准市场化节拍,才能真正实现新技术和产品的产业化落地。

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关键字:锂金属电池

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