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8月30日，清陶能源宣布，擬與上汽集團合資設立上汽清陶新能源科技有限公司(以市場監(jiān)督管理局核準的名稱為準)。合資公司注冊資本人民幣10億元，其中清陶能源認繳出資5.1億元，占比51%；上汽集團認繳出資4.9億元，占比49%。
合資企業(yè)將致力通過低成本原材料和創(chuàng)新技術，在保持電池高安全性的前提下，打造超高性價比的新一代固態(tài)電池，加快在整車上的產(chǎn)業(yè)化應用。
這是繼今年5月，上汽集團向清陶能源追加近27億元投資后，二者在推動固態(tài)電池技術領域的又一次深度合作。
優(yōu)勢獨特的固態(tài)電池
相較于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車在動力性、操控性、經(jīng)濟性等方面的優(yōu)勢毋庸置疑，但是其電池安全、續(xù)航里程、充電便利等問題仍讓不少人有所顧慮。而被業(yè)內(nèi)視為具有顛覆性的下一代動力電池，固態(tài)電池具有高能量密度、安全性高、長壽命等優(yōu)點，有望突破電池續(xù)航問題的極限，極大地推動電池技術向著更加安全、高效、環(huán)保的方向發(fā)展。
在日前舉辦的“走進固態(tài)電池”技術之旅上，清陶能源總經(jīng)理李崢就介紹到，固態(tài)電池具備高安全的特性，可通過最嚴苛的單電芯針刺實驗，整包可實現(xiàn)“系統(tǒng)級零熱失控”，即單顆電芯熱失控后實現(xiàn)整包“永不起火、永不爆炸”。
同時，固態(tài)電池還具備高能量密度。據(jù)介紹，2022年，上汽和清陶成立聯(lián)合實驗室，二者開發(fā)的第一代固態(tài)電池已完成裝車試驗。第一代固態(tài)電池在實現(xiàn)“系統(tǒng)級零熱失控”的前提下，單體能量密度達到每公斤368瓦時，相比磷酸鐵鋰電池，能量密度提升100%以上，測試車輛最大續(xù)航里程達到1083公里，充電10分鐘續(xù)航增加400公里。
在業(yè)界最為關心的成本方面，李崢表示，上汽與清陶將共同開發(fā)新一代固態(tài)電池產(chǎn)品，在規(guī)?；瘧煤?，電池成本將比同等規(guī)格磷酸鐵鋰或三元電池低10%-30%。
正是基于固態(tài)電池的天然發(fā)展優(yōu)勢，近年來吸引豐田、大眾、寶馬、奔馳等海外巨頭，以及比亞迪、廣汽、東風、蔚來、高合、賽力斯等自主車企紛紛在此賽道發(fā)力。
上汽集團則早在2018年起就與清陶能源圍繞固態(tài)電池技術展開合作。2020年5月，上汽入股清陶，參與清陶能源e+輪融資。2022年，上汽再次參與清陶能源F++輪融資，同年雙方成立聯(lián)合實驗室，攜手推動車用固態(tài)電池材料、電芯與系統(tǒng)的聯(lián)合開發(fā)，目前第一代固態(tài)電池已完成裝車試驗。
李崢表示，“此次清陶和上汽成立合資公司就是整合資源，取長補短，努力將好的技術變成好的產(chǎn)品交付給市場。”
他指出，一款電池從開發(fā)到裝車應用，是多層面的創(chuàng)新和集成。從整車角度看，電池材料、電芯、工藝制造、系統(tǒng)集成開發(fā)、軟件控制這些事情都同等重要。“清陶的長板在于材料開發(fā)和電芯設計等，上汽的強項則在系統(tǒng)級開發(fā)、軟件開發(fā)、整車項目管理等，雙方強強聯(lián)合、優(yōu)勢互補。”
第一代固態(tài)電池明年規(guī)模化量產(chǎn)
需要指出的是，固態(tài)電池發(fā)展至今，布局者雖多，但真正能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)落地的寥寥。
作為在固態(tài)電池領域最有實力的玩家之一，豐田曾多次發(fā)布固態(tài)電池的商業(yè)化節(jié)點，但卻一再“跳票”。2017年，豐田表示計劃于2020年實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化。2019年，豐田CTO茂樹茂重又稱固態(tài)電池將在2020年亮相，2025年量產(chǎn)。
國內(nèi)新勢力頭部車企蔚來早在2020年的NIO Day上，就正式發(fā)布了續(xù)航超1000km、采用固液混合電解質(zhì)的150kWh電池包。按照計劃，該半固態(tài)電池包計劃于2022年第四季度開始裝車交付，但未能實現(xiàn)。
今年7月中旬，蔚來更新了用戶手冊，全新ES6、ET7、ES7、ET5、EC7和ET5旅行版共6款車型的手冊中均添加了關于150kWh電池包的詳細信息，外界紛紛歡呼“終于要來了”。然而，在7月20日舉辦的Power Day 2023上，蔚來汽車總裁秦力洪直言：“150kWh電池包的研發(fā)和驗證比預計時間要長，預計還要再等等。”
“明年，搭載高性能、長續(xù)航固態(tài)電池的智己汽車車型將率先實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。”在技術之旅日上，上汽清陶新能源科技有限公司副總經(jīng)理王林如是說到。這相當于給了固態(tài)電池量產(chǎn)裝車一個明確的時間表。
他還提到，到2025年，智己、飛凡、榮威、MG將推出多款搭載新一代固態(tài)電池的量產(chǎn)車型，全年銷量預計將突破“十萬輛級規(guī)模”。
在清陶能源公布的三代固態(tài)電池產(chǎn)品中，前兩代均為半固態(tài)電池。其中，第一代固態(tài)電池已完成裝車試驗，含有5%-15%的液體；第二代固態(tài)電池將于2024年量產(chǎn)，液體含量將降至5%以下；而2027年量產(chǎn)的第三代則是全固態(tài)電池，液體含量為0。
由此可見，明年在智己汽車車型上實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)的電池為固液混合電池。實際上，國內(nèi)外多家新能源車企曾宣布了半固態(tài)電池的裝車規(guī)劃。寶馬、奔馳、大眾和豐田等海外巨頭均計劃于2025年前后推出搭載固態(tài)電池的電動汽車；長安深藍、智己、廣汽埃安、高合等車企普遍規(guī)劃2025年前裝車半固態(tài)電池；東風、蔚來、賽力斯曾宣布將于今年實現(xiàn)半固態(tài)電池裝車，目前來看尚未落地更不用提規(guī)?；瘧?。
針對即將搭載在智己量產(chǎn)車型的第一代固態(tài)電池，不少人會有疑惑，其和傳統(tǒng)液態(tài)電池相比，主要有哪些差別？
對此，李崢介紹到，一是正極材料表面要成型固態(tài)電解質(zhì)層，利用固態(tài)電解質(zhì)層才能形成正極和負極之間的電子隔絕、離子傳導。“這一層電解質(zhì)層的成型是創(chuàng)新的工藝和設備，這和其他電池廠把液體的東西注進去再凝膠化的邏輯是不一樣的，把材料穩(wěn)定的規(guī)模化、均一 一致地制造出來，然后再把它成型到電池里，這對整個電池在系統(tǒng)上的一致性、內(nèi)阻的一致性有非常大的幫助。”
第二，固態(tài)電池的體系是平面少液的體系，液含量一定比液態(tài)電池要少，涉及起到浸潤作用的液體需要到要解決界面阻抗到的地方，而不是到處都去。在液體界面浸潤的方面有一些創(chuàng)新的工藝和設備，一是使得電池的一致性不劣于固態(tài)電池，二是電池里面加入能夠減少內(nèi)阻的手段，最終體現(xiàn)在整個電池層面。
全固態(tài)電池2027年量產(chǎn)可期
今年7月，在固態(tài)電池領域沉寂已久的豐田，突然對外宣稱在固態(tài)電池技術方面取得重大進展，可以制造出充電10分鐘續(xù)航里程1200公里的固態(tài)電池，并且體積、重量、價格較現(xiàn)有電池都可以減半，2027年之前推出安裝新固態(tài)電池的電動汽車。
這一消息在動力電池領域引起巨震。當以上汽清陶為代表的國內(nèi)企業(yè)在從液態(tài)到半固態(tài)再到固態(tài)這一路徑不斷探索之時，豐田直接將目標對準了固態(tài)電池，并給出了具體量產(chǎn)時間表。
對此，李崢表示，“這涉及到中國和日本在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)研發(fā)上的差別，從他們展示出來的數(shù)據(jù)和指標上是可信的，符合科學規(guī)律的。”他指出，日本在固態(tài)電池的開發(fā)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化過程中是一個舉國體制，相關政府的科技主導部門，在很多年前就已經(jīng)前瞻的制定了固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的計劃，整合日本國內(nèi)比較知名的財團、整車、材料、電池的企業(yè)都參與到計劃中。
相較之下，中國在固態(tài)電池的開發(fā)過程當中，起步晚雖晚，但具備產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈的完整程度好、市場規(guī)模大等優(yōu)勢。“基于中國的產(chǎn)業(yè)土壤，我們找到有中國特色的、能發(fā)揮出優(yōu)勢的路徑，即量產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲備一代這種逐步上臺階的方法，不斷地結合制造能力的升級，產(chǎn)品應用的拓展，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的迭代發(fā)展。”
李崢指出，任何技術、產(chǎn)品都是不斷迭代升級的。“比如液態(tài)電池，從1991年索尼推出液態(tài)電池，當時的單體能量密度才80多瓦時/公斤，到現(xiàn)在進階到接近300瓦時/公斤，也是不斷升級的過程，固態(tài)電池也是一樣，作為新的賽道，不可能某個時間節(jié)點一次性的推出完美的解決方案，也是通過推出一個產(chǎn)品，結合市場不斷提高制造能力、材料性能，不斷升級、提高性價比，最終實現(xiàn)更加遠期的目標。”
李崢還提到，豐田提出的“充電10分鐘續(xù)航1200公里”是一個材料級的概念，即其開發(fā)的固態(tài)電池電解質(zhì)的材料的性能支持這樣速度，并不是推出充電10分鐘跑1200公里的車；而上汽清陶明年裝車的充電10分鐘續(xù)航400公里固態(tài)電池是產(chǎn)品級的概念。
那么，固態(tài)電池何時能成大規(guī)模標配？李崢表示取決于兩個因素，一個是性價比；另一個是生產(chǎn)制造水平的成熟程度。
“目前液態(tài)電池在極限制造、極限成本壓縮方面已經(jīng)做到了非常極致的狀態(tài)和水平，這是清陶能源需要不斷學習的地方，我們相信在中國的大環(huán)境下，我們產(chǎn)業(yè)鏈的資源和產(chǎn)業(yè)鏈的能力是極大的優(yōu)勢，在中國做創(chuàng)新，一定比在其他國家做創(chuàng)新來得更好，另外有上汽的資源注入和更好的形成機制，這一天會更快的到來。”李崢最后說道。
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