今年2月,寶馬擴大與Solid Power的聯(lián)合開發(fā)協(xié)議。根據(jù)協(xié)議,Solid Power計劃向?qū)汃R交付用于測試的全尺寸汽車電芯。按照規(guī)劃,寶馬計劃第一輛采用全固態(tài)電池技術(shù)的BMW原型車,將在2025年前問世。
Solid Power總裁兼首席執(zhí)行官John Van Scoter表示,“我們非常高興能完成這一交付任務(wù),正式開始裝車驗證程序,進而繼續(xù)推動我們的商業(yè)化之路。這些A-1電池將用于支持寶馬的演示車計劃,我們預(yù)計這將成為我們技術(shù)的一個重要證明?!?/p>
這意味著,Solid Power的固態(tài)電池正式進入了裝車驗證階段,離寶馬全固態(tài)電池原型車的問世又近了一步。
關(guān)于Solid Power
Solid Power于2011年創(chuàng)立,由美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校分離而來。此后先后獲得了ARPA-E(美國能源高級研究計劃局)的450萬美元資金支持,以及美國空軍價值290萬美元電池技術(shù)開發(fā)合同。
2015年4月,Solid Power與美國能源部橡樹嶺國家實驗室簽署了獨家協(xié)議,獲得了橡樹嶺國家實驗室鋰硫電池技術(shù)的特別授權(quán)。
自此,Solid Power正式開始展開對外合作和資本引入。
2017年,寶馬便與Solid Power建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,計劃共同開發(fā)并推進全固態(tài)電池在電動汽車上的應(yīng)用。
2019年,福特參與Solid Power的A輪融資,雙方達成固態(tài)電池聯(lián)合研發(fā)協(xié)議。也是在這一年,Solid Power的中試生產(chǎn)線在投入了運營。
一年后,福特和寶馬驗證了Solid Power數(shù)百個生產(chǎn)線生產(chǎn)的電池單元,正式確定了Solid Power的商業(yè)合作計劃。
這是Solid Power的全固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用的一個重要節(jié)點。隨著商業(yè)合作計劃的確定,不僅寶馬和福特的投資持續(xù)增加,而且Solid Power還達成新的合作,并在成立十年之后成功上市。
而這一切,都發(fā)生在2021年。是年5月,寶馬、福特和Volta Energy Technologies聯(lián)合領(lǐng)投Solid Power的1.35億美元B輪融資;10月與SKI達成合作;12月,在美國納斯達克上市。
話至此處,Solid Power自成立之初便一路獲得資本的押注和加持,那么其全固態(tài)電池技術(shù)究竟如何?
規(guī)劃三條技術(shù)路徑
根據(jù)官網(wǎng)資料,Solid Power始終以硫化物全固態(tài)電池為核心技術(shù),并通過正負極材料的不同選擇,規(guī)劃了三條技術(shù)路徑,具體如下:
1、Solid Power的硅電動汽車電池使用傳統(tǒng)的鎳鈷錳(NMC)正極,結(jié)合高含量硅基負極和硫化物固體電解質(zhì),能量密度可達390Wh/kg,能量體積比可達930Wh/L;
2、如果負極采用鋰金屬,全固態(tài)電池的能量密度將達到440Wh/kg,能量體積比同樣為930Wh/L;
3、在硫化物固體電解質(zhì)和鋰金屬負極的基礎(chǔ)上,如果再將正極換成“轉(zhuǎn)換型正極材料(Conversion-Type Cathode)”,全固態(tài)電池的能量密度將達560Wh/kg,且成本更低,但能量體積比會從930Wh/L降至785Wh/L。
目前,關(guān)鍵材料硫化物固體電解質(zhì)由Solid Power自產(chǎn),其于2021年宣布在丹佛地區(qū)設(shè)立第二家工廠,生產(chǎn)硫化物固體電解質(zhì)材料,計劃年產(chǎn)能30萬噸。
在此次的財報新聞稿中,Solid Power宣布計劃提高SP2固體電解質(zhì)的產(chǎn)量并逐步淘汰SP1的生產(chǎn)。據(jù)悉,Solid Power預(yù)計到2028年,硫化物固體電解質(zhì)產(chǎn)量將擴大到每年為80萬輛全固態(tài)電池電動汽車提供動力。
全固態(tài)電池產(chǎn)能建設(shè)方面,2022年夏天,Solid Power宣布已經(jīng)完成了其試點生產(chǎn)線的安裝。在滿負荷運轉(zhuǎn)的情況下,該試驗生產(chǎn)線預(yù)計每年可生產(chǎn)約15000個電池。根據(jù)之前的信息,系列生產(chǎn)將于2026年開始。
需要指出的是,Solid Power此前曾多次強調(diào),距離商用還需要幾年時間。不過,Solid Power的時間表是將在2030年之前實現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)?,F(xiàn)在交付了第一批樣品正式裝車測驗,預(yù)計還將向福特交付樣品電池,有望如期規(guī)?;慨a(chǎn)并商業(yè)化應(yīng)用。
各路“兵馬”快進
固態(tài)電池是各國必爭的技術(shù)高地,目前中、日、韓在固態(tài)電池開發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,歐美政府和多家企業(yè)則寄希望于通過固態(tài)電池改變現(xiàn)有動力和儲能電池格局。
上個月,各路“兵馬”紛紛披露了固態(tài)電池布局的進展,頗有一番“你方唱罷我登場”的意味。
美國:10月25日,美國固態(tài)電池公司Quantum Scape更新了其固態(tài)電池測試數(shù)據(jù),其中整車客戶測試的電池是A0樣品,容量約為3.8Ah,共24層極片,正極面容量為3.1mAh/平方厘米(這個面容量已經(jīng)跟目前主流的高鎳液體鋰離子電池的相關(guān)參數(shù)十分接近),按照C/3充電以及C/2放電的測試條件,100%DoD下循環(huán)1000次容量保持率還有95%。
10月23日,另一美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司Factorial Energy宣布其在波士頓郊區(qū)的固態(tài)電池制造工廠正式開設(shè)運營工廠,投資5000萬美元,最高年產(chǎn)能200MWh,預(yù)計會成為美國最大的固態(tài)電池制造工廠。
日本:日產(chǎn)汽車在10月25日舉行的東京車展上介紹了其正在開發(fā)的全固態(tài)電池(ASSB)技術(shù),并表示第一座試驗性生產(chǎn)工廠仍然計劃于明年開始運營,而首款采用ASSB技術(shù)的量產(chǎn)車型仍然預(yù)計于2028年推出。
豐田在10月23日宣布下一代固態(tài)汽車電池量產(chǎn)在望。同時在早前的10月12日聯(lián)手日本出光興產(chǎn)石油公司宣布,將共同致力于固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)力提高,爭取2027至2028年使全固態(tài)電池進入實用化階段。
值得指出的是,在全固態(tài)電池的實現(xiàn)路線方面各有不同,Quantum Scape采用的是氧化物固態(tài)電解質(zhì)路線,F(xiàn)actorial Energy以聚合物路線為主,日產(chǎn)和豐田則均為硫化物路線。這也是目前主流的三種全固態(tài)電池的技術(shù)路線。