撰文|大蔚
编辑|凯旋
继小米、腾讯、美团等巨头之后,字节跳动也来了。
近日,字节跳动与中国科学院物理研究所吴凡团队合作,提出了一种新型的全固态电池结构,首次实现了极低的探测温度(-60℃)全固电池。
新型超快锂离子导体Li6.8Si0.8As0.2S5I与商业化的FeS除了完全消除正极组合的全固态电池结构外,2正极组合的全固态电池结构FeS除了2的穿梭效应和体积变化,LASI-80Si活化能相对较低(0.2eV)和优异的FeS2/LASI-80Si界面稳定性,使用LASI-80Si的FeS2 与全固态电池相比FeS2 液态锂离子电池工作温度范围较宽(-60℃~60℃)。
而且固态电池也有很长的循环寿命(0.1C下244次循环,1C下600个循环),优异的倍率性能(20C)、高面负载(13.37) mg cm(9.05)和高面容量 mAh cm-2)等优点。
这些结果表明,LASI-80Si 固态电解质和FeS2正极组合在宽温域和大容量全固态电池的实际应用中潜力巨大。
与小米等已经开始制造汽车的互联网公司相比,字节跳动在动力电池领域的布局略有缓慢,但与中国科学院物理研究所的合作肯定不仅仅是研究。自今年年初以来,随着固态电池技术的不断改进,固态电池的研究取得了新的进展。
据了解,中国科学院物理研究所的吴凡团队由许多国内新能源、锂电池、固态电池等领域的专家组成。值得期待的是,研究结果是否最终将进入批量生产环节。
互联网也喜欢新能源
近年来,互联网企业对锂、光伏等新能源行业的兴趣明显增强,部分上市公司直接跨境参与运营。特别是2022年锂电池行业突飞猛进,互联网企业果断出手,拓展多元化经营领域。
从美团的投资方向不难看出这种变化。自2022年下半年以来,美团不仅参与了新旺达汽车电池的增资,还投资了湖州超钠新能源技术有限公司、武汉比西迪电池材料有限公司两家电池企业。12月14日和16日,酷讯以10%的持股比例成为超钠新能源第三大股东,以113.2万元注资比西迪。两家公司致力于钠离子和锂离子电池的关键材料和电池研发。
今年8月,酷讯科技还参与了新旺达动力电池增资,投资5842万元,持股比例为0.69%。不仅如此,王兴还通过深圳美珠美鹏企业管理咨询合伙企业(有限合伙),为新旺达日常运营资金提供可转换债券贷款。
自2019年以来,美团的投资方向已转向智能硬件、汽车交通、先进制造等领域。今年,王兴领导理想汽车C轮融资,个人投资2.85亿美元。2020年,理想汽车D轮融资,美团领先5亿美元。此后,王兴和美团都从理想汽车上市中受益匪浅。
与此同时,美团还在自主开发自动配送汽车、无人机等尖端技术,试图通过智能汽车和无人配送深入布局当地生活。可以看出,美团的新能源布局仍然服务于闭环供应链生态。
与美团不同,小米直接下场造车。2021年3月,小米正式宣布造车,并将自建工厂落户北京亦庄,计划于2024年上半年量产汽车,目前一期工程已封顶。从最新信息来看,小米的第一款车型将是一款车,目前已完成工程样车,正处于软件集成的攻关阶段。小米不仅制造汽车,还投资了中国最具竞争力的固态电池初创公司卫兰新能源。除了小米,联想、华为等老科技巨头也加入了卫兰新能源作为固态电池的热门炸鸡。
腾讯于今年4月入股广州巨湾技术研究有限公司。巨湾技术研究是广汽集团首家由广汽集团牵头、广汽资本、广汽研究院领先技术团队和第三方战略合作伙伴持股平台共同出资的内部孵化技术创新公司。超快充三元软包锂电池(3C/6C已在广汽埃安AION V Plus车型实现量产,创造了最快电动汽车充电技术的世界纪录。
当然,腾讯看中的电池企业不止一家。石头科技创始人兼CEO昌敬汽车制造项目洛克汽车在2021年底完成了1亿美元的融资,领先的投资者是腾讯集团。腾讯早在多年前就投资了特斯拉,占了相当大的比例。
此外,许多上市互联网公司也制造了跨境电池。
12月25日,公司控股子公司天津通讯计划与眉山市丹棱县人民政府签署项目投资合作协议,投资建设5GW超高效异质结(HJT)电池5G智能工厂项目计划总投资约25亿元,预计将于2024年12月前建成并正式投产。三五互联网表示,投资是为了寻求新的利润增长点。
12月4日,昆仑万维宣布增加新能源领域的投资业务部门,公司董事长金天亲自负责。同日,公司宣布投资并控制储能业务公司绿钒新能源。
从事海外游戏运营和直播电子商务业务的盛讯达也于11月底宣布,计划收购资产,获得河南省卢氏县两座锂矿的48%权益,跨境进入锂矿业,并因跨境运营收到深圳证券交易所的关注信。
固体电池代表未来
今年以来,固态电池作为一种更安全、更便宜的锂电池替代品,不断公布新的研究进展。
10月,哈佛大学中国教授李欣及其学生叶露涵开发的新型固态电池可重复使用1万次,充电速度最快3分钟。相比之下,目前最好的固态电池循环次数是2000-3000次。这一结果直接使固态电池的寿命和充电速度实现了历史性的飞跃。这篇论文在科学杂志上《Nature》上发表后,曾引起轰动。
10月,美国航空航天局(NASA)固态电池的能量密度达到500Wh/kg,特斯拉4680锂电池的能量密度几乎是目前电动汽车电池能量密度的两倍,约为300Wh/kg。与现有液态电解质锂离子电池相比,固态电池能量密度高,电池体积小,冲击后可继续使用,火灾风险较低。
字节跳动与中国科学院物理研究所合作开发的固态电池具有较宽的工作温度范围。这些都表明,固态电池的技术正在改进,并逐渐接近工业应用。在海外,固态电池的工业生产已经开始。
12月22日,美国固态电池开发商QuantumScape宣布将首批24层锂金属电池运输给电动汽车制造商进行内部测试。该公司于今年7月宣布,它已经开始测试24层固态电池,其最大的投资者包括大众集团和比尔·盖茨。
据悉,送给OEM进行测试的A0样品是QuantumScape第一代原型有24层,每层包括固体隔膜、阴极和锂金属阳极。预计未来(B和C)样品将在未来几年带来更多的改进。
与此同时,12月21日,科罗拉多州Solid Power该公司表示,将向宝马提供一些与固态电池相关的知识产权,并允许宝马在其德国工厂生产上述固态电池。事实上,宝马集团是Solid Power2022年的大股东向Solid Power投资1.3亿美元,计划2025年前推出配备固态电池的原型车,2030年前实现量产。这一过程目前正在加速。
Solid Power和QuantumScape都是美国研发固态电池的前沿初创公司。宝马投资了Solid Power,大众投资QuantumScape。2018年大众集团向前发展QuantumScape2020年又增加了1亿美元。2025年,大众集团宣布在其电动汽车上使用固态电池。
在日本和韩国,丰田公司于2008年与固态锂电池初创公司伊利卡合作(Ilika)合作计划于2025年推出使用固态电池的混合动力汽车。三菱、日产、松下等企业也加快了固态电池的布局。目前,丰田拥有全球1331项固态电池专利,世界第一,松下272项。
在中国,卫兰新能源、宁德时代、中国创新航空、国轩高科技、赣丰锂业、富能科技在半固态电池技术方面的进开进展。今年年初,富能科技第一代半固态电池(能量密度330Wh/kg)送样厂客户反馈良好;国轩高科技半固态电池,单体能量密度为360Wh/kg,配套车型的电池电量160kWh,里程超过1000km。150卫蓝新能源与蔚来合作kWh半固态电池生产如火如荼,可能很快就会公之于众。
目前,全球约有50家制造企业、初创企业和大学科研机构致力于推广固态电池技术。
预计2030年全球固态电池出货量将超过250GWh,产值将超过1500亿元。赛道足够吸引人,因此也吸引了各方的关注和追求。但目前固态电池技术还不成熟,国内主要采用过渡性半固态电池。业内人士认为,固态电池产业化,对市场格局产生重要影响,仍需十年左右,需要更多的技术创新和市场考验。
虽然难度很大,但固态电池在追求能量密度和安全性的道路上仍然寄予厚望,这可能就是字节跳动进入游戏的原因。
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