梳理SES的投資者會(huì)發(fā)現(xiàn),除了天齊鋰業(yè)碾危,還包括通用丛铅、現(xiàn)代、起亞壤趴、吉利的圆、上汽等一長串汽車大佬。
多家龍頭公司的同時(shí)參股越妈,可見產(chǎn)業(yè)對鋰金屬電池的重視。
鋰金屬電池和鋰離子電池都屬于鋰電池大類梅掠,兩兄弟的主要區(qū)別在于負(fù)極材料。
前者以石墨和硅為負(fù)極酪我,經(jīng)過二十多年的發(fā)展已被廣泛應(yīng)用都哭。但比容量低欺矫,難以進(jìn)一步突破能量密度的瓶頸胯炊,于是回东,人們盯上了高比容量的鋰金屬,并將之視為下一代電池體系的“潛力股”闯捎。
不過椰弊,鋰金屬的應(yīng)用也有一些老大難:首要,是鋰枝晶生成導(dǎo)致的安全隱患瓤鼻。
在電池多次充放電后秉版,鋰金屬表面會(huì)不斷生長樹枝狀鋰晶體贤重,大量尖銳的枝晶會(huì)對隔膜產(chǎn)生應(yīng)力并將其刺穿,引發(fā)短路爆炸等的熱失控沐飘,仿佛一個(gè)不定時(shí)的炸彈游桩。
上世紀(jì)80年代,憑借首個(gè)試水鋰金屬電池而風(fēng)靡一時(shí)的加拿大Moli Energy公司耐朴,就因多起著火事件從輝煌淪為沒落借卧,血淚教訓(xùn)也令整個(gè)工業(yè)界轉(zhuǎn)向青睞石墨負(fù)極。
其次筛峭,是鋰金屬的無限體積膨脹會(huì)導(dǎo)致其鋰電極粉化铐刘、電解液消耗、大量產(chǎn)氣鼓脹影晓。
盡管鋰金屬過于“頑皮”镰吵,但由于底子出色,電池廠商們一直沒放棄馴服這種活潑的負(fù)極材料捉瘟。
寧德時(shí)代中國區(qū)乘用車解決方案部總裁項(xiàng)延火在2021年全球新能源汽車大會(huì)上透露旁班,“經(jīng)過近10年的攻關(guān)研究,我們認(rèn)為采用鋰金屬為負(fù)極材料的全固態(tài)金屬電池是固態(tài)電池的最優(yōu)發(fā)展方向铲锭。”他指出职菜,該技術(shù)可從本質(zhì)提升電池安全性和能量密度,寧德時(shí)代將持續(xù)投入欲华,但目前關(guān)鍵技術(shù)和工藝仍需行業(yè)共同攻克兰险。
贛鋒鋰業(yè)(002460)在2020年業(yè)績說明會(huì)中提及,其研發(fā)的第二代固態(tài)電池基于高鎳三元正極天殉、含金屬鋰負(fù)極材料脚培,能量密度超過350Wh/kg,循環(huán)壽命接近400次靡鞭。去年纺围,旗下宜春贛鋒還計(jì)劃投資22億元在江西分期投建“高比能固態(tài)電池超薄鋰負(fù)極材料項(xiàng)目”。
在海外蜘辕,日本國家工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所愿味、韓國三星研發(fā)研究所、特斯拉澳大利亞研究所也在推進(jìn)鋰金屬電池研發(fā)怀樟。
祥峰投資管理合伙人鄭俊聰為虎嗅解釋了鋰金屬電池受資本重視的原因:第一功偿,相較其它動(dòng)力解決方案,其同等體積下能實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)翻倍;第二往堡,快充技術(shù)的超前實(shí)現(xiàn)利好商業(yè)化落地;第三械荷,對比鋰離子電池價(jià)格上漲不多,是物美價(jià)廉的性價(jià)比優(yōu)選虑灰。
2021年11月吨瞎,SES公司發(fā)布了一款容量為107Ah的Apollo™鋰金屬電池痹兜,重量僅0.982Kg,能量密度為417Wh/kg颤诀、935Wh/L字旭,是已知目前全球單體容量最大的鋰金屬電池。
為了更具體的了解這一技術(shù)路線崖叫,虎嗅向SES公司創(chuàng)始人胡啟朝博士一探究竟遗淳。
胡啟朝告訴虎嗅,近些年大家一直在研發(fā)鋰金屬電池心傀,但還從來沒有公司把電芯做到車規(guī)級止既,所以Apollo™的出現(xiàn)在業(yè)界引起了一定震動(dòng)。
市面上的電池起名方式很多種垂暖,有的是根據(jù)正極材料核瘤,比如三元鋰、四元鋰穗阐、磷酸鐵鋰;有的是根據(jù)電解液涉泡,比如固態(tài)、混合;有的是根據(jù)負(fù)極材料能莫,比如鋰金屬政茄、鋰離子。
縱觀鋰金屬電池周身前挡,和鋰離子電池有60%的相似度峡审。產(chǎn)線和工藝的兼容性很高情澈,正極材料屎谆、隔膜幾乎都可以沿用,剩下40%的差異體現(xiàn)在電解液瘤琐、負(fù)極材料和軟件監(jiān)測上琐览。
高濃度鋰鹽電解液的改良可以使鋰枝晶變得平滑而密集,避免刺破隔膜柑土,也令正極在高電壓下具備很好的氧化穩(wěn)定性蜀肘,不易燃。
鋰金屬的化學(xué)體系和傳統(tǒng)石墨稽屏、硅完全不同扮宠,因此不能使用常規(guī)鋰離子電池的電極,需要重新開發(fā)狐榔。
監(jiān)測電池的壽命和失效機(jī)制也需要新的軟件概念坛增。對鋰金屬電池來說,外部環(huán)境對隱形性能的影響有時(shí)比電芯中的材料對系統(tǒng)的影響還大薄腻,所以要嚴(yán)格掌控電芯的環(huán)境收捣、溫度届案、壓力、濕度和充放電快慢罢艾。
電池?fù)Q上鋰金屬負(fù)極材料對車企的主要意義在于楣颠,它可以大幅提升車的續(xù)航里程,降低單位能量密度的成本咐蚯。大眾拯拓、福特、本田贞倒、寶馬辨埃、吉利等知名車企幾乎都在進(jìn)行布局。
車企一般會(huì)有很多條線的不同品牌紫颈,針對高端線的車型下风,比如保時(shí)捷、凱迪拉克會(huì)配合使用成本較貴的高鎳三元鋰做正極嘁汗,針對中低端的大眾品牌鹤肥,比如雪佛蘭、上汽揣恳、馬自達(dá)會(huì)搭配相對便宜的磷酸鐵鋰做正極冠樱。
言及應(yīng)用進(jìn)度,胡啟朝表示一膝,一般新型電池上車前需要經(jīng)歷工程樣品颠舞、A樣品、B樣品顾腊、C樣品粤铭、量產(chǎn)幾大環(huán)節(jié),其中工程樣品約有五年開發(fā)周期杂靶,A樣品有兩年梆惯,B、C樣品各一年吗垮,最后再量產(chǎn)垛吗。目前SES已經(jīng)和通用、現(xiàn)代簽了鋰金屬電池A樣品功能開發(fā)協(xié)議烁登,預(yù)計(jì)2025年左右可以上車怯屉。
作為全球最早開始和大型車企做鋰金屬A樣品共同開發(fā)的公司,胡啟朝認(rèn)為饵沧,SES提早和下游廠家進(jìn)行協(xié)作磨合既是時(shí)間上的先發(fā)優(yōu)勢锨络,也是核心技術(shù)之外的另一護(hù)城河。
原材料除了鋰,鎳也荒
動(dòng)力電池正處于全面升級的浪潮足删,各支科研隊(duì)伍無死角的向細(xì)分板塊發(fā)起進(jìn)攻寿谴。但拼完技術(shù)后,最終會(huì)回歸落腳到成本搜痕,比的還是原材料细咽。
鋰作為主角,自然是舞臺(tái)追光燈的焦點(diǎn)绍撇。不光一級市場的各國土豪老板紛紛下注尘忿,重金搶礦,二級市場相關(guān)股票也量價(jià)齊升督垮,漲勢喜人屡拥。
天齊鋰業(yè)是SES公司持股9.34%的原材料供應(yīng)商,早早就布局了鋰產(chǎn)業(yè)影啸,還搶占時(shí)機(jī)蛇吞象剩骏,并購了全球最優(yōu)質(zhì)的鋰輝石礦泰利森鋰礦,參股國內(nèi)最大的鹽湖鋰礦扎布耶鹽湖羡财,拿下四川雅江縣措拉鋰輝石礦的采礦權(quán)监镰,無疑是電池公司堅(jiān)實(shí)的大后方。
當(dāng)然伐怀,光鮮的背后也有代價(jià)俐芬。由于擴(kuò)張激進(jìn),尤其是2018年高溢價(jià)收購智利SQM公司23.77%股權(quán)后细溅,天齊鋰業(yè)一度被嚴(yán)重債務(wù)危機(jī)纏身褥傍,2021年Q2才是其連續(xù)七個(gè)單季度以來的首次盈利。即便當(dāng)下危機(jī)基本解除喇聊,但資金周轉(zhuǎn)的壓力始終還在恍风。
“鋰荒”共識(shí)上,胡啟朝向虎嗅補(bǔ)充了對“鎳荒”的判斷承疲。全球電動(dòng)汽車電池已經(jīng)有數(shù)百GWh了邻耕,到2030年可能會(huì)有數(shù)TWh鸥咖,若那時(shí)動(dòng)力電池的總成本降到60美元/KWh以下燕鸽,基本就擠不出多少利潤給上下游,而且能比的啼辣,就只剩誰手里還有礦啊研。
但在整個(gè)電池體系里,除了鋰鸥拧,鎳党远、錳、鈷也很稀缺朝正,特別是鎳蒸败。
眼下圾恐,提高含鎳量是趨勢。諸如三元雅沽、四元鋰電池里的鎳比例均從以往的50%提升到了80%甚至更高擂椎,然而鎳在地殼中的含量連鋰的1%都不到,所以蚜症,未來也要考慮鎳荒的可能融卿。
競爭會(huì)為個(gè)體公司帶來壓力,更會(huì)為行業(yè)催生效率慎接。不得不說油蒙,創(chuàng)業(yè)新秀的不斷涌現(xiàn)讓下一代動(dòng)力電池的賽場越發(fā)精彩激烈。
而隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的加快药妄,技術(shù)公司的評估標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)相應(yīng)提高保地。
參數(shù)高低之外,產(chǎn)線的完備刀昼、上游的聯(lián)動(dòng)诡蜓、客戶的拓展、團(tuán)隊(duì)的管理等多個(gè)維度胰挑,都將迫使理工出身的科技創(chuàng)始者們走出數(shù)字邏輯的舒適圈蔓罚,迎頭處理更復(fù)雜的市場環(huán)境,感受撲面而來的情緒挑戰(zhàn)瞻颂。而這些豺谈,或許才是橫亙在新技術(shù)商業(yè)化前最難的。