(原标题:热点调查|“千亿锂王” 赣锋锂业再获新突破,加速布局欲夺城池?)
近日,赣锋锂业控股子公司赣锋锂电在公众号发布消息称,其在固态动力领域取得了新突破,搭载赣锋锂电三元固液混合锂离子电池的纯电动SUV赛力斯(601127)-SERES-5规划于2023年上市,预计在2月13日亮相比利时布鲁塞尔车展。截至1月底,塞力斯SERESS已获得2万台订单。
赣锋锂电表示,与赛力斯集团将聚焦固态技术,围绕固态电池装车应用展开深度合作,为用户带来更安全、更高续航、更智能的出行体验。
2月7日,赣锋锂业发布公告,将召开2023年第一次临时股东大会,《关于赣锋锂电签署投资协议的议案》、《关于赣锋锂电投资建设年产10GWh新型锂电池及储能总部项目的议案》等方案进行决议。
如果方案通过,赣锋锂业表示,将推动公司锂产业链结构的优化升级,增强公司核心竞争力,助力更多车企实现动力系统迭代,鉴于宁德时代目前没有披露其固态电池深度研发进展,已经有投资者为赣锋锂业助威,喊出“拉宁王下马”的口号,成为“世界级锂电大王”。
什么是固态电池?
早在2020年国务院办公厅便印发了《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,提出加快固态动力电池技术研发及产业化。
作为新能源车的核心零部件之一,动力电池堪称新能源汽车的“心脏”,占汽车总成本60%左右。无论在乘用端还是商用端,动力电池技术创新都起到了主体推动作用,高能量密度、高安全性、低成本等诉求,驱动着新一代动力电池的创新发展方向。
传统液态锂电池,被科学家们形象地称为“摇椅式电池”,含有易燃的有机酯类电解液,当遇到高温或者挤压时容易燃烧或爆炸,为新能源汽车带来巨大安全隐患。
相比较而言,固态电池号称新能源电池的“终极形态”,即逐步使用固体电解质替代传统锂离子电池的电解液及隔膜,不仅极大程度降低了电池的体积,能量密度更是实现了翻倍,续航能力吊打目前所有的锂电池,可以轻松实现1,000公里的续航。
因此,被誉为新能源汽车理想动力“搭档”的固态电池,正在进入大众的视野。
值得一提的是,由于固态电池采用的是固态电解质,不仅体积变小,在电池受到碰撞挤压时,不会发生高温、失火等安全问题。另外,续航里程也一直是消费者们选购新能源汽车的“痛点”。近日,美国哈佛大学科学家在《自然》杂志上公布了固态电池最新研究成果称“有望在3分钟内实现完全充电,并且寿命长达20年”,是目前主流锂电池的四倍,在真正意义上做到了安全耐用,是未来新能源汽车电池的趋势。
根据乘联会2月8日最新发布2023年1月全国乘用车市场分析报告显示,1月份新能源乘用车零售销量达到33.2万辆,同比下降6.3%,环比下降48.3%,渗透率为25.7%。
单从组成结构上看,固态电池更简单。
如今电动汽车的发展势头强劲,销量屡创新高。固态电池愈发受人期待,但它现阶段也存在一些技术攻坚和降本量产难度兼之的挑战。
比如,固态电解质的离子电导率远低于液态电解质,这使得电池内阻明显增大、电池循环性变差、倍率性能变差等,需要在电极、电解质、界面工程及封装等方面进行技术突破。
考虑到庞大的生产线其资本开支也是重要因素,由此看来固态电池大规模商业化阶段还需时日。
加速全产业布局,深耕固态押对了宝?
赣锋锂业成立于2000年,2010年在深交所上市,是中国锂行业第一家上市公司。业务贯穿锂资源开发、锂电池材料加工、锂电池生产制造及废旧电池综合回收利用等全产业链,产品应用于电动汽车、储能等领域。
赣锋锂业最初只是掌握着产业上游的锂矿锂盐资源,自2014年开始进军动力电池行业下游,随后不断加注固态电池的研发投产。
近年来,固态电池是赣锋锂业控股子公司赣锋锂电的重点布局项目。
据估值之家了解:
2016年,赣锋锂电设立固态电池研发中心,并建设全自动聚合物锂电池生产线,兼顾固态技术的研发和商业化,是国内较早从事固态电池产业化开发的企业之一。
2017年,在宁波高新区成立固态电池研发子公司浙江锋锂新能源科技有限公司,建成了第一代固态锂电池中试线。
2021年8月,赣锋锂电以自有资金84亿元投资建设年产15GWh新型锂电池项目。
2022年1月,首批搭载赣锋固态电池的东风E70电动车正式完成交付。
2022年7月,重庆赣锋正式开工,规划建设国内最大的固态电池生产基地。
2021年末,赣锋固态电池全球首发,50台搭载固态电池的东风风神E70已在浙江、河北、江苏、广东、湖南、江西6省10地开展示范运营,运营里程超50万公里。整车续航可达426公里,试验累计行驶里程已超过50万公里。同时,也标志着赣锋锂业在全球范围内率先实现固态锂电池在新能源汽车上的商业化应用。
从理论技术,到实际量产,再到装车运营,固态电池的商业化路径正逐步清晰。从产品研发,到量产装车再到产能扩建,赣锋固态电池商业化进程不断提速。
值得注意的是,2022年以来,赣锋锂业还进行了多次融资。
2022年7月,赣锋锂业宣布,以自有资金对控股子公司赣锋锂电增资20亿元;同时赣锋锂电引入小米产投、极目创投等20家产业投资方,引资合计金额9.71亿元。
2022年11月,赣锋锂业发布公告称,启动赣锋锂电在深交所分拆上市论证工作;并以自有资金对控股子公司赣锋锂电增资不超过20.9亿元;同意先进制造产业投资基金二期(有限合伙)等11名外部投资人向赣锋锂电增资不超过3.9亿元;同意员工持股平台新余鸿翔服务管理中心(有限合伙)向赣锋锂电增资不超过2.13亿元。
2023年1月,国投招商宣布完成对赣锋锂电的投资,支持公司加大对固态电池的研发投入和产业化步伐,力争突破锂电子动力电池安全性的行业性难题。
此次,赣锋锂业固液混合电池即将装车的消息可谓是震惊全球。在国外固态电池还存在于人们的概念中,赣锋锂业已取得超前突破,可能不得不令各界“膜拜”。
2023年1月30日,赣锋锂业发布2022年业绩预告表示,2022年全年归母净利润同比增长244.27%-320.78%,主要系受益于全球新能源产业快速发展,下游客户对锂盐的需求强劲增长,加之锂盐产品销售价格有较大幅度上涨和动力电池及储能产业市场持续增长,故锂电池板块产销量明显提升。受业绩预增驱动,赣锋锂业股价在1月以来(截至2月13日收盘)开启上涨模式,累计区间涨幅均超过10%。
随着全球大力发展电动汽车和储能,固态动力电池的发展也将是一片蓝海。作为下一代电动车适配的电池技术,固态电池的市场空间非常大。根据中银国际测算,全球固态锂电池的需求量在2020年、2025年、2030年分别有望达到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh,2030年全球固态电池市场空间有望达到1,500亿元以上。具备领先的技术突破必将是重中之重,势必有望成为行业的领头羊。
有锂为王,赣锋锂业这一盘全产业链的大棋,下得不可谓不精妙。
未来,其或将引领全球固态电池新潮流。
行稳致远,源于技术而高于技术
在固态电池研发上,赣锋固态电池兼顾高能量密度和高安全性。在针刺、挤压、过充、高温等严苛测试下,均表现出领先于传统电池的优异性能,金属锂负极固态电池可使能量密度提升到400Wh/Kg以上。同时,作为固态电池的核心材料,赣锋自研的固体电解质离子电导率已达到行业领先水平,且均已实现量产。
赣锋锂电首席科学家许晓雄表示:“在迭代技术上,金属锂作为负极材料的电池兼顾高比能和高安全性。测试的结果显示,金属锂负极电池拥有更高能量密度,且比碳负极电池更安全,在针刺、挤压、热稳定方面具有更安全稳定的表现,完美的解决了能量密度与安全性的兼容问题。”
1.更强的安全性能保障
电池的安全隐患一直是悬在电动汽车头上的“达摩克利斯之剑”。为了提升安全性能,曾有许多企业前赴后继:在电解液中添加阻燃剂;优化BMS热管理系统;采用高强度、耐高温的电池隔膜,可惜都不尽人如意。
赣锋锂业使用自研自产的氧化物固体电解质,并引入安全性能优异的新型柔性固体电解质膜取代传统隔膜,以降低电池因异常使用而引发的安全风险。
2.能量密度更高,电池高效续航
里程焦虑的关键就在于电池的能量密度。虽然主流电动车的续航里程都能达到500Km以上,高端车型甚至超700Km;但实际使用过程中,续航里程会根据电池的保有电量而打折。毕竟,人们不会等到仅剩10%电量才去充电。
而赣锋第二代固态电池采用了锂金属负极材料。一方面,锂金属拥有高达3,860mAh/G的理论克容量,是现阶段石墨负极材料(372mAh/g)的10倍。另一方面,锂作为密度最小的金属,可减轻电池总重量,因此赣锋固态电池能量密度可大幅提高至400Wh/kg以上,并具备达到500Wh/kg以上的潜力,续航里程超1,000km,可解决新能源车的“里程焦虑”问题。
另外,赣锋运用独创的CTP软包技术,在减轻电池包重量的同时体积集成效率高达70%,有效提升车内可使用空间。
3.更适应极端天气,寿命更长
液体电解质在低温下容易黏稠,影响离子传导,导致目前的电动车冬天性能就比较差,而固态电解质低温和高温性能都比较优秀。赣锋锂电解决了续航里程衰减的技术难题,使电芯的能量保持率仍在85%以上,强劲的动力输出让新能源车冬季不再“趴窝”。
据介绍,此次惊艳四座的SERES-5搭载的赣锋三元固液混合锂离子电池,属于“半固态电池”,采用先进的材料体系和固态技术,全面提升了电池的安全性和能量密度。据赛力斯官方表示,该款新车搭载的90kWh半固态电池最大续航里程(WLTP)为530Km。
根据《节能与新能源汽车技术路线图》,2025年动力电池的能量密度目标为400Wh/kg,2030年目标为500Wh/kg。同时,光大证券预计,半固态电池的商业化转折点会在2024年-2025年,全固态电池将于2030年实现商业化应用。以此为参考来看,赣锋锂业在动力电池业务版图上,可谓是超前交了“试卷”。
总而言之,前沿的电池产品,基于科技与经验的加持。随着市场对新型电力需求的提高,固态电池技术的普及和应用,掌握相关核心技术和率先投入量产的赣锋锂电将加速规模化生产及商业化进程,助力国内新能源汽车突破渗透率增长瓶颈的同时,未来公司也将迎来更具发展潜力、更广阔的空间。
众多企业逐鹿中原,最终谁能脱颖而出?
当前,海外主要车企和相关电池企业铆足了劲研究动力电池,似乎跳过了半固态阶段,各国集中火力进攻全固态堡垒,固态电池成了关键领域。光大证券在研报中表示,出于对高能量密度和高安全性电池的追求,各国企业进入军备竞赛阶段,加注研发固态电池。
早在2010年,丰田就曾发布续航里程超1,000Km固态电池。丰田在车规级固态电池领域拥有专利超1,000项,成为全球固态电池行业的领路人。在2022年美国拉斯维加斯消费电子展上(CES2022),丰田首席科学家信心满满地宣布,第一辆搭载固态电池的丰田汽车面世时间约为2025年。
2021年,大众汽车集团零部件公司首席技术官Thomas Schmall公开表示,公司大力推进固态电池,有望在2025年向市场供应固态电池,计划到2030年打造6大电池工厂,总年产能将达240亿瓦时。
同一年,宝马终于在固态电池方面爆出大动作,与福特等公司注资Solid Power,总出资额为1.3亿美元。Solid Power已经生产20安时的全固态电池,并计划生产100安时电池。宝马则计划在2025年前推出首辆固态电池展示车,并努力在2030年实现量产,推动锂电池过渡至固态电池阶段。
2022年9月,初创公司Adden Energy宣布已经获得美国哈佛大学技术开发办公室授予的独家技术许可,由此将推动该公司动态电池的商业化部署。
2022年10月,NASA表示其研发的航空用固态电池取得了重大突破。据其官网介绍,目前所研发成功的固态电池的能量密度达到了500Wh/kg,几乎是目前最好的电动汽车电池能量密度的两倍。
2023年2月,日产对外宣布,其将在2025年生产第一批低成本固态电池,并计划于2028年推出一款装载全固态电池的电动车。
反观国内,中国作为全球第一大电池汽车和动力电池生产国,也成为固态电池进步的重要推手。
除了赣锋锂业在该领域有深度布局外,在主机厂中,东风、蔚来、岚图、比亚迪等企业已发布配套半固态电池的车型,上汽智己、广汽埃安、高合等也都在积极与固态电池生产商合作,共同推进半固态电池的装车进程。主流电池厂中,宁德时代、中创新航、国轩高科、孚能科技等头部动力电池企业以及卫蓝新能源、清陶能源等固态电池新势力企业均已在固态电池领域创新研发相关产品。可以预见,在传统动力电池企业和新势力电池企业的共同推动下,随着半固态电池技术的不断升级,将助力更多车企实现动力系统迭代。
比亚迪早在2016年以前就开始投入固态锂电池研发工作,目前在国内的相关专利数量众多,位列国内第一。自2020年起,比亚迪主攻技术路线为氧化物/硫化物复合固态电解质,同时聚合物固态电池也在不断迭代。目前其两种技术路线的氧化物固态锂电池,以及硫化物固态锂电池均已完成生产,可进行装车试验。
早在2021年,宁德时代便对外宣称,可以生产固态电池样品,但商业化阶段要等到2030年左右。但相较其他企业而言,宁德时代更专注于高镍三元电池改性路线,而不是混合固态添加剂路线。它坚持走全固态硫化物、高镍三元电池结构创新、常规钴锂以及新晋的凝聚态电解液路线,其最新研发了具有结构创新性的麒麟电池。
去年5月,国轩高科发布了能量密度达360Wh/Kg的三元半固态电池,预计2023年实现量产。搭载该三元半固态电池的高合汽车HiPhiX电动车将实现1,000公里续航,以及3.9s的百公里加速时间。
孚能科技作为软包龙头,已有330Wh/Kg半固态电池中试样品,并且持续布局400Wh/Kg产品。目前发布的动力电池解决方案SPS,应用于半固态电解质,充电时间缩短一般。
另外,清陶能源的半固态电池产品也将搭载于哪吒U车型中,与上汽合作的车型预计于2023年落地。
此前,卫蓝新能源首席科学家、创始人李泓曾在中国电动汽车百人论坛上透露,卫蓝新能源开发了混合固态液电解质动力电池,有望今年上半年装车,在蔚来ET7车型上量产应用,单次充电续航1,000公里,动力电池容量达到150度电,单体能力密度达到360wh/kg。
各公司关于固态电池概念的捷报频频,行业这一系列的动静,是否表明固态电池有望提前“上车”并“量产”,产业的超速发展将大大地掀起一波浪潮。
目前,全固态电池还有离子电导率低导致性能变差、成本高昂等问题待解决,而半固态电池由于高安全性、长寿命与良好的经济性,成为液态电池向全固态电池过渡的路线。
有专业人士分析,从电池产业可持续发展角度看,估计现有的锂离子电池,包括固液混合的锂离子电池在2030年前都将居绝对主导地位,但伴随着新一代固态电池将在2035年后进入市场,到2050年液态锂离子电池有可能减少到大约20%。
基于电池技术快速发展和商业化发展前景预测,光大证券认为,半固态电池的商业化转折点将在2024-2025年,全固态电池实现商业化应用尚需5-10年。
热潮之下,有业内人士向媒体表示:“囿于性能和成本因素,固态电池离大规模在电动汽车和储能领域上应用,仍有遥远的距离。固态电池可以看作未来电池的一种方向,但不能指望其能‘一种技术包打天下’,更不能‘为了固态而固态。’”
未来固态电池的发展趋势将是资本、技术、人才三方面的博弈,随着各企业注册专利数不断攀升,也将不断地加速固态电池产业技术的革新,谁能够在新一轮技术变革中吃下最大的蛋糕,是否是赣锋锂业?我们拭目以待……