一場(chǎng)由技術(shù)催化的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈博弈正在上演。
最近幾天,固態(tài)電池概念股掀起漲停潮,30多只概念股短短幾日漲幅超過(guò)10%。
例如德?tīng)柟煞荨㈩I(lǐng)湃科技,上海洗霸、三祥新材等固態(tài)電池概念股不到五個(gè)交易日上漲都近50%。就連鋰電老二千億市值的億緯鋰能也迎來(lái)大漲。
值得一提的是,雖然固態(tài)電池目前仍處于0到1的階段,還未真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上的突破。
而在整個(gè)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈背后的較量,已經(jīng)開(kāi)始逐漸進(jìn)入白熱化的狀態(tài)。
比亞迪計(jì)劃2027年全固態(tài)電池批量裝車;寧德時(shí)代聚焦硫化物路線,2027年目標(biāo)能量密度400-450 Wh/kg,達(dá)到目前鋰電池的一倍以上;廣汽、長(zhǎng)安、嵐圖等明確2026-2027年量產(chǎn)時(shí)間表。
而像干法電極工藝、激光微加工技術(shù)等固態(tài)電池技術(shù)都近期都不斷突破,硫化物電解質(zhì)成本目標(biāo)降至20萬(wàn)元/噸,輝能科技建成全球首條GWh級(jí)氧化物固態(tài)電池產(chǎn)線,良品率提升至92%。
雖然現(xiàn)在距離真正量產(chǎn)還有一段時(shí)間,但未來(lái)電池行業(yè)和汽車行業(yè)真的會(huì)因固態(tài)電池洗牌嗎?
01固態(tài)電池,革了燃油車的命?
固態(tài)電池之所以備受矚目,根本原因在于當(dāng)前的電池技術(shù)尚未達(dá)到理想狀態(tài)。因此,僅從汽車市場(chǎng)來(lái)看,對(duì)燃油車尚未形成徹底的碾壓之勢(shì),仍需借助插混/增程等過(guò)渡方案。
特別是鋰電池所存在的安全問(wèn)題和續(xù)航焦慮問(wèn)題依舊存在,即便結(jié)合了當(dāng)前的快充技術(shù),也受限于充電樁的分布。
然而,當(dāng)傳統(tǒng)的液態(tài)電池電解液和隔膜被固態(tài)電解質(zhì)所取代后,這些問(wèn)題便能迎刃而解,這正是固態(tài)電池的顯著優(yōu)勢(shì)所在。
固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)液態(tài)電解液,從根本上消除了電池包破損和電解液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。
其次,固態(tài)電池的能量密度更高。與三元鋰電池相比,其電芯能量密度上限為300Wh/kg,而固態(tài)電池采用上述材料后,能量密度可輕松超過(guò)400Wh/kg,稍加努力甚至能達(dá)到5、600Wh/kg或更高。
因此,在固態(tài)電池的宣傳中,續(xù)航1200km被視為保守估計(jì),1500km是中等預(yù)期,而2000km也并非遙不可及。
此外,固態(tài)電解質(zhì)耐高溫性能更佳,這意味著它能承受更高的功率,只要充電設(shè)施能夠匹配,充電速度將大幅提升,從而實(shí)現(xiàn)充電10分鐘,續(xù)航1200km的愿景。
所以,一旦固態(tài)電池未來(lái)大規(guī)模量產(chǎn),將導(dǎo)致汽車市場(chǎng)從燃油車向電動(dòng)汽車的全面轉(zhuǎn)向,而有了如此前景,勢(shì)必成為各方競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
目前固態(tài)電池主要有聚合物、氧化物、硫化物三種技術(shù)路線,還有一種較為小眾的鹵化物路線,但業(yè)界通常不將其視為主流。
第一種聚合物固態(tài)電池易于加工,與現(xiàn)有的液態(tài)電解液的生產(chǎn)設(shè)備和工藝較為兼容,但其電導(dǎo)率較低,在高溫下也容易發(fā)生起火燃燒現(xiàn)象,因不夠安全,上限低,已基本被淘汰。
第二種硫化物固態(tài)電池在三種材料體系中能量密度最高,但熱動(dòng)力穩(wěn)定性較差,且硫化物容易與空氣中的水、氧氣反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫這種劇毒氣體。
第三種氧化物固態(tài)電池具有較好的穩(wěn)定性,但其電導(dǎo)率相對(duì)于硫化物來(lái)說(shuō)仍然偏低。
目前,歐洲電池廠商主要看好聚合物路線,日韓廠商則傾向于硫化物路線,而國(guó)內(nèi)企業(yè)則是全面布局!
例如鋰電龍頭寧德時(shí)代、比亞迪、孚能科技等龍頭企業(yè)兩條路線并重,而衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)等廠商則更傾向氧化物路線。
從目前各廠商的布局來(lái)看,很少有企業(yè)只采用單一的電解質(zhì)路線,大多數(shù)企業(yè)都采用復(fù)合路線,例如聚合物復(fù)合硫化物,或者硫化物復(fù)合氧化物、氧化物復(fù)合聚合物,因?yàn)閱我坏碾娊赓|(zhì)各有優(yōu)缺點(diǎn),無(wú)法達(dá)到綜合性能的最佳。
而在眾多的固態(tài)電池廠商中,實(shí)際上是一場(chǎng)基于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)和鋰電池產(chǎn)業(yè)的“守擂者”和“打擂者”之爭(zhēng)。
02守擂者”和“打擂者”是誰(shuí)?
從固態(tài)電池制造商的陣營(yíng)來(lái)看,實(shí)際上可以劃分為“守擂者”與“打擂者”兩大陣營(yíng)。
“守擂者”指的是以寧德時(shí)代和比亞迪為代表的液態(tài)電池行業(yè)巨頭。
他們憑借三元鋰和磷酸鐵鋰技術(shù)確立了市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位,并且不愿在下一代電池技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中重蹈“諾基亞”的覆轍。
寧德時(shí)代作為行業(yè)的領(lǐng)頭羊,表現(xiàn)尤為積極。在半固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)域,寧德時(shí)代于2023年4月推出了凝聚態(tài)電池,其能量密度高達(dá)500Wh/kg,并展現(xiàn)出卓越的充放電性能。到2025年,該技術(shù)將具備車規(guī)級(jí)量產(chǎn)能力,并同時(shí)開(kāi)展航空級(jí)合作開(kāi)發(fā)。在全固態(tài)電池技術(shù)方面,寧德時(shí)代選擇了硫化物路線,并設(shè)定了在2027年實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn)的目標(biāo)。
在2024年9月的世界動(dòng)力電池大會(huì)上,曾毓群表示:若以技術(shù)和制造成熟度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(1-9分),寧德時(shí)代的全固態(tài)電池目前處于4分的水平,與全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)者相比,處于領(lǐng)先地位。目標(biāo)是在2027年達(dá)到7-8分的水平,實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。
比亞迪旗下的弗迪動(dòng)力則以其擅長(zhǎng)的“成本控制”為競(jìng)爭(zhēng)手段。
弗迪動(dòng)力計(jì)劃通過(guò)降低硫化物(或硫化物+鹵化物復(fù)合)固態(tài)電解質(zhì)的成本,到2027年實(shí)現(xiàn)與2024年相比成本降低15至20倍的效果。預(yù)計(jì)到2030年,通過(guò)合成工藝的改進(jìn)和優(yōu)化,成本將進(jìn)一步下降30%至50%。到2033年,通過(guò)規(guī)模化生產(chǎn)效率的提升,成本預(yù)計(jì)將再降低20%至30%。
在量產(chǎn)時(shí)間表方面,計(jì)劃于2027年開(kāi)始小批量生產(chǎn),首先搭載于比亞迪的高端車型作為示范項(xiàng)目,預(yù)計(jì)產(chǎn)量約為1000臺(tái)。到2030年,預(yù)計(jì)將有4萬(wàn)臺(tái)車輛裝配全固態(tài)電池,并開(kāi)始向主流價(jià)格段的車型推廣。
而“打擂者”則包括一些當(dāng)前的二線鋰電制造商和固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè),他們?yōu)榱颂魬?zhàn)“守擂者”,在量產(chǎn)時(shí)間上顯得更為激進(jìn)。
例如,清陶能源源自清華大學(xué)材料學(xué)院,并與上汽集團(tuán)建立了合作關(guān)系,其固態(tài)電池產(chǎn)品分為三代,量產(chǎn)進(jìn)度相對(duì)較快。
其中,半固態(tài)電池的能量密度達(dá)到320Wh/kg,已經(jīng)應(yīng)用于上汽智己光年版車型。全固態(tài)電池的能量密度為400Wh/kg,采用富鋰錳+鹵化物/硫化物體系,計(jì)劃于2026年進(jìn)行裝車驗(yàn)證,并于2027年開(kāi)始裝車,這一進(jìn)度比寧德時(shí)代和比亞迪都要快。
再如贛鋒鋰業(yè),其半固態(tài)鋰電池已于2023年6月在賽力斯SERES-5車型上正式交付使用。
03比亞迪不能輸?shù)摹皯?zhàn)場(chǎng)”
固態(tài)電池對(duì)于當(dāng)下新能源進(jìn)度相對(duì)滯后的汽車廠商來(lái)說(shuō),也是一個(gè)攻擂的大好時(shí)機(jī)。所以,很多汽車廠商已經(jīng)能等不及了!
例如現(xiàn)代汽車 12 月 27 日宣布即將開(kāi)始生產(chǎn)全固態(tài)電池,并計(jì)劃在 2025 年試點(diǎn)配備;
長(zhǎng)安汽車計(jì)劃 2025 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的功能樣車首發(fā),2027 年推進(jìn)全固態(tài)電池逐步量產(chǎn);
廣汽集團(tuán)計(jì)劃 2026 年將全固態(tài)電池裝車應(yīng)用;
上汽集團(tuán)計(jì)劃 2025 年在上汽自主品牌實(shí)現(xiàn)規(guī)模搭載全固態(tài)電池,2026 年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。
本田也去年12 月披露了其全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線,并計(jì)劃到 2030 年推出基于這一技術(shù)的新電動(dòng)汽車。
相較于汽車攻擂者,當(dāng)下在電動(dòng)化中居于領(lǐng)先地位的比亞迪,則將重點(diǎn)放在了成本上。
比亞迪鋰電池有限公司首席技術(shù)官(CTO)孫華軍日前在公開(kāi)場(chǎng)合指出,比亞迪做過(guò)測(cè)算,如果全固態(tài)電池產(chǎn)量上來(lái)后,如果規(guī)模化上來(lái)以后,固態(tài)的三元電池和液態(tài)的三元電池理論上可以做到固液同價(jià)。
外界結(jié)合比亞迪固態(tài)電池的技術(shù)路線推測(cè),孫華軍口中比亞迪“固液同價(jià)”的時(shí)間點(diǎn)極有可能是2030年。
而要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),擺在比亞迪面前最大的問(wèn)題,首先就是電解質(zhì)問(wèn)題。
固態(tài)電池所用的硫化物電解質(zhì)材料現(xiàn)價(jià)2萬(wàn)元/公斤。如果做個(gè)100度電的電池包,光材料成本就超20萬(wàn),比小米su7的裸車價(jià)還高。
所以,未來(lái)量產(chǎn)的關(guān)鍵是如何降低電解質(zhì)含量,從而降低成本。
孫華軍針對(duì)這個(gè)問(wèn)題解釋說(shuō),降低成本的關(guān)鍵在于提高活性物質(zhì)的占比和大幅降低電解質(zhì)的用量。通過(guò)優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)和材料配方,比亞迪能夠在保證電池性能的前提下,減少電解質(zhì)的使用量,從而降低生產(chǎn)成本。
如果講個(gè)不恰當(dāng)?shù)念惐染褪牵葋喌舷胍獜?fù)制當(dāng)年用磷酸鐵鋰的刀片電池反超三元鋰的路線,從而實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的大規(guī)模降本。
但這當(dāng)中有很多難題需要攻克。
首先是固固接觸問(wèn)題如何保持電池的性能和穩(wěn)定性的問(wèn)題,其次是硫化物穩(wěn)定性問(wèn)題,如何確保生產(chǎn)過(guò)程中的安全性。還有供應(yīng)鏈重塑問(wèn)題,固態(tài)電池的關(guān)鍵材料不可能由比亞迪自己搞定,上下游如何協(xié)同保證固態(tài)電池的的穩(wěn)定供應(yīng)也是一個(gè)巨大的問(wèn)題。
所以雖然車企們把量產(chǎn)時(shí)間表排到2027-2030年,其實(shí)都在玩文字游戲。
像比亞迪說(shuō)的“2027年示范裝車”,其實(shí)是可能僅僅只在百萬(wàn)豪車仰望U8和U9上試水。
即使2027年比亞迪在高端車型上試水成功,如何在2030年實(shí)現(xiàn)和液態(tài)電池同等成本也仍然是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。
04結(jié)語(yǔ)
2024年固態(tài)電池概念股已經(jīng)暴漲了60%,近期眾多概念股又出現(xiàn)暴漲。從投資機(jī)構(gòu)、到鋰電企業(yè)、到車企都在砸錢布局電解質(zhì)材料企業(yè)。
甚至有人調(diào)侃道:“賭固態(tài)電池就像賭國(guó)產(chǎn)光刻機(jī),輸了認(rèn)栽,贏了通吃”。
所以,不管鋰電還是汽車的守擂者還是攻擂者來(lái)說(shuō),這場(chǎng)仗都是不能輸?shù)囊徽獭3龂?guó)內(nèi)公司外,日本的豐田,德國(guó)大眾、奔馳,美國(guó)的特斯拉,都想押注固態(tài)電池再次確立起自己在國(guó)際汽車產(chǎn)業(yè)中的地位。
接下來(lái)五年時(shí)間內(nèi),固態(tài)電池行業(yè)內(nèi)的較量必定也是“精彩紛呈”的。
而一旦固態(tài)電池電解質(zhì)材料突破、全自動(dòng)生產(chǎn)線落地、鋰礦價(jià)格回歸理性,這三者合一。人類乘用車一百多年的燃油車歷史,可能就要終結(jié)了。
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