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鋰金屬電池商業(yè)化“前夜”

2021/11/25
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全球汽車電動化疾馳向前,圍繞下一代動力電池的商業(yè)化角逐,也正日趨激烈。

作為下一代動力電池代表企業(yè),SES近期公開了最新的100 Ah單體鋰金屬電池,同時,對于其產(chǎn)業(yè)化時間表、客戶合作以及上市進程都做了詳細介紹。

SES創(chuàng)始人兼CEO胡啟朝展示Apollo™大電芯

與QuantumScape、Solid Power等同行所選擇的全固態(tài)電池路徑不同,SES將目光聚焦于混合鋰金屬電池。

SES創(chuàng)始人兼CEO胡啟朝的思路是,鋰金屬電池毫無疑問是終極方向,但全固態(tài)鋰金屬電池實現(xiàn)難度非常大,產(chǎn)業(yè)化并不現(xiàn)實,而混合鋰金屬電池方案保持了固態(tài)鋰金屬高能量密度的優(yōu)勢,同時保持了和鋰離子電池一樣的生產(chǎn)工藝和可制造性。

也是基于此,2015年,胡啟朝將公司原計劃做固態(tài)鋰金屬電池的戰(zhàn)略方向,調(diào)整為混合鋰金屬電池,并將名稱從此前的“SolidEnergy Systems”更名為“SES”。

以首屆SES Battery World活動作為觀察窗口,高工鋰電認為,從產(chǎn)品開發(fā)周期、車企應(yīng)用、資本運作等多個維度來看,以鋰金屬電池為代表的下一代動力電池已經(jīng)駛?cè)肷虡I(yè)化新階段。

一、從技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)的進程來看,鋰金屬電池已經(jīng)從最初的單層、多層、Ah級電芯躍升進入車規(guī)級100Ah電芯級別,走向商業(yè)化裝車“前夜”。

此次發(fā)布會上,SES發(fā)布的Apollo™鋰金屬電池容量達到107 Ah,成為全球首次公開展示的超過100 Ah的單體鋰金屬電池,這意味著其距離商業(yè)化裝車邁進了一大步。

SES Apollo™大電芯性能數(shù)據(jù)

從性能指標來看,Apollo™ 107 Ah電池,重量僅0.982 Kg,能量密度為417 Wh/kg、935 Wh/L,在室溫下進行10小時、3小時和1小時放電測試,均展現(xiàn)出極高的容量和能量密度。

從工程制造環(huán)節(jié)來看,SES已經(jīng)掌握了一套混合鋰金屬電池產(chǎn)業(yè)化的核心材料技術(shù),并摸索出了完整的生產(chǎn)工藝和制造流程:

寬幅鋰金屬負極:通過自有知識產(chǎn)權(quán)工藝制造的超薄金屬負極

復(fù)合負極涂層:通過機械屏障提高安全性

基于聚合物的隔膜:高度可制造的先進隔膜

高濃度液體電解質(zhì)配方:低揮發(fā)性和自熄性

高能量密度正極:高度可制造的先進正極技術(shù)

這對于接下來的規(guī)?;圃旌万炞C將會起到至關(guān)重要的作用。

高工鋰電認為,相較于聚焦于固態(tài)鋰金屬電池的QuantumScape、Solid Power等企業(yè), SES率先推出了其107 Ah大電芯,這相對于其它企業(yè)還停留在多層或者小電芯級別的樣品而言,是一個非常大的躍升,對于鋰金屬電池上車邁出了實質(zhì)性一步。

與其它企業(yè)相比,SES選擇的混合鋰金屬電池在工業(yè)化上更具可行性,其既保持了鋰金屬電池高能量密度的特性,同時在工藝和制造上與現(xiàn)有的鋰離子電池匹配度較高,這也是SES能夠率先推出100 Ah級別的鋰金屬電池的根本原因。

事實上,在國內(nèi),包括鋒鋰新能源等在內(nèi)的多家電池企業(yè)也走在考慮或者部署SES所選擇的混合鋰金屬電池路線。

高工鋰電認為,盡管在循環(huán)性能、成本、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計等還存在不小的挑戰(zhàn),但隨著入局者的不斷增多,混合鋰金屬電池路線將成為鋰金屬電池商業(yè)化的重要路徑選擇。

二、從國際車企端的實際反饋和行動節(jié)奏來看,已經(jīng)在加速推動鋰金屬電池的商業(yè)化應(yīng)用與驗證,普遍規(guī)劃將于2025年左右“上車”。

按照這個節(jié)奏,車企的布局正在明顯變得頻繁,這體現(xiàn)在兩個層面:一方面,各大車企積極加入到固態(tài)電池企業(yè)的投融資進程中,野心在于前瞻卡位到下一代電池的部署中。另一方面,是加快推動與電池企業(yè)的技術(shù)開發(fā)和合作,推動下一代電池上車驗證。

SES Apollo™鋰金屬電池

以SES為例,得到了通用和現(xiàn)代汽車投資,同時SES正與通用和現(xiàn)代開展A樣品合作,計劃明年推出車用級鋰金屬電池A樣品,2024年提供C樣品,2025年正式開啟鋰金屬電池的商業(yè)化量產(chǎn)。

而為了配合B樣及C樣的驗證,SES在此次活動上宣布,其正在建設(shè)上海超級工廠,計劃于2023年竣工,建成后的產(chǎn)能將達到1GWh,會是全球產(chǎn)能最大的鋰金屬電池工廠。

SES上海超級工廠

全球視角來看,歐洲和中國的電動化滲透率已經(jīng)都越過10%拐點,市場化突破明顯提速,對于車企而言,通過導入更高性能電池來提升產(chǎn)品競爭力,已經(jīng)成為新周期下市場競爭的關(guān)鍵點。

國內(nèi)外車企清楚,要想在2025年推動鋰金屬電池“上車”,時間窗口正在縮小。必須要盡快啟動商業(yè)化,在商業(yè)模式上,2025年后的動力電池配套,車企也希冀更加深度地參與其中,掌控核心話語權(quán),這是車企現(xiàn)階段加大在鋰金屬電池領(lǐng)域卡位的又一原因。

三、資本是驅(qū)動產(chǎn)業(yè)前行的血液,也是觀測產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于何種階段的風向標。放眼全球,下一代電池企業(yè)紛紛進入融資中后期階段,尤其是在美國,出現(xiàn)集中上市的現(xiàn)象。下一代電池正逐步完成前期技術(shù)開發(fā)階段,進入批量工業(yè)化新周期。

國際上看,7月,SES宣布與艾芬豪達成最終合并協(xié)議。交易完成后,合并的公司的估值約為34億美元,將在紐約證券交易所上市,新股票代碼為“SES”。

6月,Solid Power宣布將以SPAC形式上市,合并后公司的估值約為12億美元,預(yù)計將在2021年第四季度上市。

去年12月,QuantumScape完成SPAC上市,新公司作價33億美元。隨后的幾個月,其股價不斷飆漲,股價最高達到132.73美元,市值超過477億美元。

放眼國內(nèi),包括輝能、清陶、衛(wèi)藍等幾家固態(tài)電池企業(yè),都已經(jīng)先后進入量產(chǎn)階段的新一輪融資及上市進程。資本進程加快的背后,意味著下一代電池企業(yè)對于資本的渴求在變大,而這種渴求都將主要以產(chǎn)業(yè)化做準備。

隨著國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)加速上市,將從此前的技術(shù)研發(fā)階段,逐步向工程制造階段跨越,無論是固態(tài)電解質(zhì)、鋰金屬負極的量產(chǎn),還是更大規(guī)格電芯級別中試線的部署,這將進入到量產(chǎn)前的關(guān)鍵階段,需要更大體量的資金的持續(xù)投入和輸血。

四、從政策導向來看,下一代動力電池的產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)提上日程,包括中國、歐盟、美國等各大經(jīng)濟體都對于鋰金屬電池的開發(fā)和量產(chǎn)做出政策引導和規(guī)劃部署,在此驅(qū)動下,可預(yù)見的是,未來幾年,全球?qū)哉咭龑А①Y金補貼、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等方式加快推進鋰金屬電池的產(chǎn)業(yè)化進程。

高工鋰電認為,下一代動力電池的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)逐步進入白熱化,新的階段,將不再是單純的聚焦于單一技術(shù)指標的優(yōu)劣,而將會是面向規(guī)?;圃鞎r的各項儲備,這包括資本、客戶、工程制造能力、管理能力、供應(yīng)鏈規(guī)劃部署等各個環(huán)節(jié)的綜合實力。

電池技術(shù)的革命并非只是單純的技術(shù)層面的演變,還將會對于現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局和行業(yè)形態(tài)發(fā)生顛覆。對于SES這樣的下一代電池企業(yè)而言,要依托自身的技術(shù)沉淀,建立可行的工業(yè)化路徑,并聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游戰(zhàn)略合作伙伴,踩準市場化節(jié)拍,才能真正實現(xiàn)新技術(shù)和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化落地。

聲明:本文章屬高工鋰電原創(chuàng)(微信號:weixin-gg-lb),轉(zhuǎn)載請注明出處。

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