02
长短板,黑白面
其实,从混合锂金属电池的名称上面,也不难看出SES想要强调的两点:其一,固液混合电解液;其二,锂金属负极。而在去年SES的首届“Battery World”大会上,创始人胡启朝这样说道:固态、液态不重要,重要的是锂金属。
就像上文所提到的,锂金属电池的相关技术大多被应用于“一次电池”之上,比如干电池、纽扣电池等。然而,不容忽略的是,如果技术过关,用锂金属做动力电池的负极,是要远比石墨、硅等材料好得多,尤其是在能量密度方面,可以实现大幅度地提升。
但事无绝对,物有双面。锂金属作为电池负极的时候,常常伴随着不确定因素的产生。例如,当锂金属负极在充放电时,就会形成一层天然固态电解质界面膜(SEI膜),可以防止沉积过程中形成的锂金属被电解液腐蚀。
随着负极沉积的锂金属越来越多,同时伴随着锂金属表面不均匀形貌的形成(锂枝晶生长),SEI膜最终会被撑破。当这种情况发生,一部分锂金属就会被暴露在充满电解液的世界,更甚者造成电池的正负极短路,进而引发起火、爆炸等安全事故的发生。
不安全因素过多,是锂金属电池汽车商业化的首只拦路虎,而这也很可能是SES需要更长时间与车企联合测试的重要原因所在。当然,除此之外,关于锂金属电池技术路线成熟,也还面临着其它的难题。
比如,专用于锂金属电池的固态或液态电解液,负极的制造工艺,特定隔膜材料的应用等。
毕竟横观整个电池行业,就负极材料的研发而言,目前能够批量生产超薄、超宽的锂金属材料的企业,少之又少。而这对于锂金属电池的负极,锂金属薄膜的嵌入、覆盖来说,无疑造成了不小的困扰。
再加上,整个电池制造过程中,质量控制、生产工艺管理等细节方面的也需要进一步的完善,毕竟与已经形成体系化制造的锂离子电池相比,高性能锂金属电池的制造,还有很长的路要走。
不过,也并非只有坏消息。据SES创始人胡启朝透露,从生产角度来看,其公司的混合锂金属电池与锂离子电池的制造过程有超过60%的重合度,SES所使用的的电池制造装备,也是由一家锂离子电池制备公司所提供。
换言之,涉及到未来的产能改造升级,原有的制备设施并不会全部推倒重来,只不过依旧难以确定的是,关于那一天的到来,还属于“薛定谔的猫”。
03
剩下的,留给时间
回顾电池行业的历史,从19世纪50年代开始出现的铅酸电池,后经一系列技术路线改革发展,镍铬电池、镍氢电池、锂离子电池等各种电池,相继涌现。现如今,它们各司其职,或配置在手机、电脑之上,或为新能源汽车提供动力源,亦或是遨游外太空,供给空间站、飞船、卫星……
但随着时代的发展,新的需求正逐渐显现,应用场景的更新,对电池的性能提出了更多、更高的要求。以汽车行业为例,不难看到的是,磷酸铁锂电池与三元锂电池正打得不可开交;仔细寻找的话也能发现,其实固态、半固态电池也早已是暗流涌动。
事实上,相比于技术路线的“唇枪舌剑”而言,行业内各大企业之间的“摩擦”,显然会更加刺激一些。比如去年的抢矿大战、专利诉讼,以及将会延续很长时间的产能竞赛等。当然,最不能忽略的还有——与车企之间的紧密联系。
实践出真知,市场才是最终的试金石。而各大车企正是决定动力电池企业们,能否真正敲开市场大门的第一步。实际上,宁德时代之所以足够强大,很大一部分便是来自于早期与车企建立的紧密联系,进而占据了国内超过半数的市场份额。
所以,类似SES这样的后进者,又该如何在现阶段的市场泥潭中,趟出一条属于自己的路?
去年3月,SES与通用签订全球首个车用锂金属电池A样品的合作;5月,与现代签署了全球第二个A样品合作协议;今年初,SES又拿下了本田的A样品联合开发协议。按照SES的官方说法,之后还将进行B、C样品测试,直到2025年,便可以实现量产上车。
此外,据了解,SES正在上海建设世界上最大的锂金属工厂——上海 Giga,计划于 2023 年完工,年产能可达1GWh。毫无疑问,SES所谓的在建产能与普通的锂离子电池工厂相比,远不可及。
但是话又说回来,如果没有这些带着“颠覆心”而来的后进者,未来的电池行业和一潭死水又有什么区别?不妨静坐拭目以待,剩下的,留给时间。
原文标题 : 谁都想来恰“动力电池”这碗饭