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中國新能源汽車的第一生產力 好像已經掉隊了

新能源汽車替代燃油車的大勢已定!

這是前段時間王傳福給出的答案。

說真的,不知道他是哪來的自信說這樣的話。

去年,寶馬停止在德國生產內燃機汽車。一幫人大呼小叫說,這意味着燃油車的時代已經徹底遠去了。

而實際上,寶馬只是將內燃機的生產工作轉移到奧地利和英國的工廠去了。

不僅如此,寶馬還重申了對內燃機的堅持,並表示M系列的高性能車型將繼續使用直6和V8引擎,絕不會像競爭對手AMG C63那樣採用小排量引擎加電機的混合動力系統,也不會選擇混動技術。

船夫哥的自信,恐怕不是來自於技術,而是來自於中國特色的國情與政策罷了。

依靠政策起家的中國電動汽車行業,必然也會在國家政策的扶持下繼續發揚光大。

但是,在全球市場,失去了政策保駕護航的國電動汽車廠商是否依舊這麼自信呢?

現階段的電動車與燃油車相比,其實並沒有什麼遙遙領先的技術。

在技術上,我們搞不來的固態電池,卻已經不知不覺間被人搶佔先機了!

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2024年新年伊始,全球固態電池的商業化進展又接連傳出重磅消息。

全美固態電池三強之一的量子景觀(QuantumScape)公司表示,他們的固態電池通過了德國大眾公司的50萬公里耐久性測試。

這個消息確實足夠驚嚇:

什麼?固態電池不是還停留在學術上嗎?怎麼這就通過耐久性測試了?

最關鍵的是,這一消息還立刻得到了德國大眾那邊的印證:

1月3日,大眾集團的電池子公司PowerCo也發佈了對量子景觀這批固態電池的測試結果報告,確認了量子景觀的說法。

除美國外,日本那邊也傳來了固態電池的好消息。

日本大型電池企業麥克賽爾(Maxell)開發出了圓柱形全固態電池,其容量達到200毫安時,是傳統的陶瓷封裝型(方形)容量的25倍,樣品最早於2024年1月出貨。

有人可能會問,一個固態電池而已,有那麼重要嗎?

答案當然是確定、一定以及肯定的。

相比傳統的燃油車,新能源車技術門檻低,平順性更好。從理論上來看,在駕駛體驗上是完全不會落下風的。

而新能源電動車目前最大的問題,都集中體現在電池上。

比如,現在的新能源電動車始終揮之不去的續航焦慮。

一輛豐田凱美瑞滿油能夠輕鬆跑到800公里續航里程,如果是卡羅拉甚至能跑到1000公里左右的續航,而現在市面上的純電動車,滿電能夠跑上700公里都已經是一個非常不錯的續航里程,能上800公里可以說是鳳毛麟角。

其實,這些年增程式新能源能夠大火,已經從側面說明了純電車續航里程不足的問題。

前段時間北方暴雪,更是讓電動車在低溫環境下的電池性能問題暴露無遺。

如果說續航焦慮還是次要問題,可以依靠超充和換電來進行緩解的話,那麼鋰電池安全問題才是現在射向電動汽車產業最致命的毒箭。

哪怕是比亞迪拿出刀片電池營銷,也只敢拿專門為營銷而設的針刺實驗來做文章。

船夫哥不會告訴你,目前的液態鋰離子電池內部在使用過程中會不可避免地產生鋰枝晶。這些鋰枝晶會刺破隔膜導致電池內部短路,造成電池起火甚至爆炸。

沒有任何一家液態鋰電池生產廠商能夠根除這個問題,像電控方面做得較好的特斯拉,所能做的也就是在電池不安全的狀態下,禁止車輛啟動,來儘量避免意外發生。

本質上,現在電動車都是一顆「定時炸彈」。

安全事無小事,如果從底線思維去做決策的話,什麼時候省領導和國家領導專車都是電動車了,個人更換電動車的時機也就到了。

除此之外,液態電池回收也是個隨時可能噴發的「活火山」。

現在電池組充放電次數可達到約3000次左右,而早期電動車電池組的充放電遠遠達不到這個數。過不了多久,就會有大批早期生產的電動車電池組進入退役潮。一塊20克重量的手機電池就可以污染1平方公里土地長達50年,一輛汽車電池組的回收如果處理不當,更是一個大問題。

電解液中的六氟磷酸鋰在空氣環境中容易水解產生五氟化磷、氟化氫等有害物質。如果處理不當將會滲入土壤和地下水,對當地生態環境造成長達50年之久的重度污染。

目前,國內處理電池回收雖說是熱門生意,但你猜猜看,他們在處理回收電池的時候會不會有污染呢?

我來跟大家講一個有意思的事情吧。

去年6月14日,歐洲議會通過了《歐盟電池和廢電池法規》,該法案最大的一個亮點便是規定可「誰生產誰回收」。

試問,如果電池回收真的是一件低成本高收益同時還低污染的賺錢生意,歐洲會放過這個香餑餑嗎?

截至2023年5月,中國動力電池產能約2052吉瓦時,佔全球總產能的73%。

環境壓力誰來承擔,已經再清楚不過了。

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偉人鄧小平曾經根據馬克思主義的基本原理下過一個無比英明的論斷,「科學技術是第一生產力」。

從現在的情況來看,美國和日本顯然將第一生產力的寶押在了固態電池上。

首先需要明確的一點是,鋰應該就是電池材料的終極版本。

因為,鋰不僅是元素周期表中質量最輕的金屬,同時也是元素周期表中電極電勢最低、金屬活性最強的金屬。

所以,鋰電池大概率是動力電池的最終形態。

而目前電動汽車普遍搭載的液態鋰電池,無論是三元鋰還是磷酸鐵鋰,傳統電池在能量密度上已經接近理論上的天花板——300Wh/Kg。

要想達到更高的能量密度,只有將現在的電解液進化為固態電解質,固態電池內部更緊密、體積更小,而對於固態電池來說,300Wh/Kg只不過是起點,它能夠將能量密度大幅提升至500Wh/Kg甚至更高。

固態電池不僅擁有更高的能量密度,用鋰金屬負極取代石墨負極,而鋰金屬陽極有更高的能量密度。還有更好的安全性能,固態電解質取代液態電解質,不容易起火自燃。此外,固態電池無腐蝕性、無揮發、不會漏液等,造成的環境污染也較小。

就拿這次量子景觀通過測試的固態電池來說,在經歷了長達數月、1000多次充電循環測試後,其電池容量保持率高達95%以上。

配備該固態電池的電動汽車,WLTP續航里程為500-600公里,如果用一個不太嚴謹的公式去表示它與國內所用的CLTC標準之間的換算關係,那麼大概會是WLTP= NEDC×0.85= CLTC×0.8。

測試數據還顯示,裝備了該固態電池的電動汽車,在電池的全生命周期內,可以行駛超過50萬公里,不會有任何續航能力衰退。

而日本麥克賽爾開發的「PSB23280」型號是一種圓柱體電池。早在2019年,他們就開發出了硬幣形狀的全固態電池產品,2021年又開發出了方形全固態電池,這一次圓柱形電池的推出,為電池體積大型化打下了堅實基礎。

此外,他們還開發出於傳統產品密封度相當的不鏽鋼容器,調整了電極結構,通過在側面假如凹陷等創新,使圓柱形產品更能抵抗外部衝擊。

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可以說,固態電池技術在美國和日本等國的通力合作下,已經從理論走進了現實。

甚至,在今天的美國,不僅固態電池已經正式登堂入室,實驗室中還在對固態電池技術做了更多前沿技術研究。

比如,鋰電池技術中無法繞開的鋰枝晶問題。

很多人認為,固態電池不會產生鋰晶枝,這也是為什麼固態電池被譽為下一代電池的重要原因。

但事實卻非如此。

實際應用中,即使在較低的電流密度下鋰枝晶仍然能夠刺穿固態電解質並引發短路。

柔軟的鋰金屬為什麼能夠刺穿並碎裂堅硬的固態電解質,是全固態電池中熱烈討論而又未有定論的核心問題,也是阻礙全固態電池規模化應用的核心瓶頸之一。

前不久在發表在《自然》雜誌上的一篇論文提出了一種抑制了鋰枝晶生長的創新方法。

這項研究由馬利蘭大學化學與生物分子工程系教授王春生領導,他們新設計的「中間層」可以阻止枝晶的形成。

新的電池結構增加了一個富含氟的中間層,穩定了正極一側,以及用鎂和鉍修飾負極中間層,抑制了鋰枝晶。

我滴乖乖,別人還沒研究出來,你就已經在做技術優化了。

這不是把遙遙領先四個字寫臉上了嗎?

固態電池目前的最大阻礙,可能也就是成本問題。

相對於現在的鋰電池來說,固態電池的成本極其高昂。當下全固態電池的製造成本是鋰離子電池的4-25倍。

然而,可以預見的是,一旦技術領先者確立了絕對的領先優勢,一定會擴大產能做全面推廣。一旦產業生態推廣順利,生產的價格成本也就會被壓下來。以今天固態電池的成本去衡量未來整個產業的生產成本顯然是不合理的。

以如今全球鋰電行業產能過剩的狀況來看,全新的下一代技術無疑會成為鋰電行業重新煥發生機的全新機遇。

不過,中國固態電池行業正處於起步階段,國內全固態電池的路線似乎不被整車廠和頭部電池企業看好。

目前,國內顯然更加偏愛半固態電池技術,代表廠商為衛藍新能源、清陶能源、輝能科技等,同時傳統鋰離子電池企業如贛鋒鋰業、比亞迪、寧德時代等也已進軍固態電池相關業務,但進展緩慢。像業內龍頭寧德時代推出的凝聚態電池,實質上依舊沒有跳出液態電池的範疇

由於電池作為單一部件在電動汽車中佔了大比例成本,如果無法掌握固態電池關鍵技術,中國電動車將在出海競爭中喪失競爭優勢。

責任編輯: zhongkang  來源:智谷趨勢 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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