作者王小西
崔力文负责编辑
编辑丨别致
资本游戏,结束了。
对于已经狂欢了几年的固态电池,也许是真的“一场游戏,一场梦……”醒来时间。特别是在上海车展上,宁德时代推出了凝聚态电池(Condensed Battery)之后,固态电池更加尴尬。
固态电池的兴起离不开资本的帮助。现在资本退潮了,QuantumScape(以下简称QS)的股价从最高132美元跌到现在的5.94美元左右,其他选手也不乐观。
比如种子选手丰田,点错科技树后,似乎在硫化物固态电池的方向上走到了三体。“智子锁死”的时刻。
很久以前,我在《半固态电池可能是电动汽车的终点》中说过,半固态电池将是固态电池研发的终点。现在看来,这个判断没有错。宁德时代就是这么做的。
无论如何,我们必须敬畏和尊重物理和化学知识。讲故事的资本不再是无天的,也不能违反客观规律。否则,就像通货膨胀是通货膨胀一样,美联储的所有谎言都有一天会被揭露,信贷货币也会崩溃。
01
固态违反常识
业内曾大喊大叫“狼来了”作为锂电池技术的固态电池“圣杯”,毫无疑问,它曾经是资本和企业追求的方向。
多年来,大众集团和比尔·美国创业公司QuantumScape,盖茨积极入股、Solid Power等是这条路线的代表,丰田、日产、松下等日本巨头,以及中国电池领域的许多企业,也纷纷加入战局。
好消息似乎接踵而至。一会儿就要量产了,一会儿就有了新的突破,但都是“只听楼梯响,没人下来。”,大规模生产时间不断推迟。他们都想成为全球新能源产业的新霸主。然而,技术发展是一步一步的,大米是一口一口地吃的。
以QS为例。上市后的股价曾经是“飞上天”,股价最高达132美元。2020年上市前,QS表示验证了单层电池在室温加压下可以保持初始容量的90%,充放电循环1000次。
随后,QS在2020年第四季度报告中首次公布了30x30mm的四层电池,测试结果接近一层电池功能,在近800次循环后保持了90%以上的容量。此外,QS还宣布已与公众合作开始生产线建设,预计将于2025年投产。这颗卫星直接将QS的股价推高了10倍。
前景似乎无限光明。然而,上市嘉年华后,越来越多“击鼓传花”毕竟,即使技术问题得到解决,大规模生产也是一个问题。在成本方面,它也成为固态电池中最大的漏洞。
此外,固态电池要达到理论能量密度的500Wh/kg峰值水平,似乎更难拉开与当前主流传统锂电池理论上限水平的350Wh/kg的距离。固态电池带来高能量密度,因为固态电池“安全水平较高”说法,也是不可靠的。
QS去年年底也对电池安全含糊不清。当时,该公司勉强制造了第一批原型固态电池,并制造了第一批原型固态电池创始人、首席执行官、印度人董事长Jagdep交付给汽车客户 Singh提到了这些电池产品的可靠性“还有很大的改进空间”。
此外,根据美国能源部之前的一项研究,全固态电池的短路温度高于传统锂离子电池,热量释放可能通过易燃包装或附近的其他材料着火。此外,当固态电解质层因各种原因损坏完整性时,它会释放出巨大的热量。
此外,QS中使用的氧化物固体电解质(陶瓷)硬度过高,必须增加凝胶电解质来改善界面,这将降低固体电池的安全性。特别是由于金属锂沉积的临界电流密度较小,陶瓷电解质片在未来使用中容易短路。
各种困难聚集在一起,成为固态电池无法跨越的过去“天堑”。半固态电池的优点就凸显出来了。像宁德时代发布的凝聚态电池,除了量产速度快外,主要优点之一是高能密度,单能密度达到500Wh/kg,突破当前主流材料体系的天花板。
虽然宁德时代表示凝聚态电池“不是固态电池,也不是半固态电池”。然而,在我看来(业内很多人也这么认为),因为它的电解质是半固态胶状态还是半固态电池。如果能铺设,很可能成为固态电池的终极形式。
当然,宁德时代也是习惯造势的主人。据说是今年的能源生产。实际着陆情况如何?毕竟,它所说的混合钠离子电池也是“只见楼梯响”,要等奇瑞iCAR品牌的第一款新车iCAR 只有量产上市,才能有清晰的面目。
原则上,凝聚电池的特点是电解质本身的高粘度降低了流动性,可以提高电力电池的整体安全性能,避免传统液体锂离子电池热失控的风险,“看起来很美”,实际情况如何,还是需要科学、量产的验证。
虽然大众汽车电池中心负责人弗兰克·布洛梅(Frank Blome)将固态电池称为锂离子电池“终结者”,以及可控核聚变民用化前的能源设备终点,仿佛印第安纳琼斯正在努力寻找它“圣杯”,一旦成功,就可以成为能量魔方的解密者,全球新能源产业霸主。但现在看来,这个故事堪比漫威宇宙,吃瓜就好。
02
“智子锁死”?
“那些想要商业化固态电池的公司刚刚到达山顶的一半。”东京工业大学专门研究固态电池30多年(Tokyo Institute of Technology)菅野良治教授(Ryoji Kanno)的态度。
不仅如此,所有声称确定固态电池大规模生产时间的公司都在提供各种折扣。毕竟,在生产环境和原材料纯度方面,全固态电池的要求高于传统锂。韩国新能源研究机构 SNE报告指出,即使在大规模生产阶段,全固态电池的成本至少是锂离子电池的两倍,这是新能源汽车行业追求的“降本”背道而驰。
去年11月10日,摩根士丹利分析师Adam基于同样的原因 Jonas发布研究报告,将QS评级从“持股观望”下调至“减持”,并将目标价从12美元降至仅4美元,目前的股价相当于完美的验证。
当时,Adam Jonas说,“虽然固态电池可能仍然代表着能源存储的未来,但事实证明,实现这一目标的道路比我们和市场预期的道路更加困难和遥远。”现在,QS似乎真的进入了 Gartner 技术成熟度曲线“泡沫破裂谷底期”。
在QS股价崩盘的同时,固态电池前行者丰田的宏大叙事也达到了不可持续的程度。“跳票”成为关键词。尽管丰田表示将在2025年之前推出固态电池。但喊多“狼来了”,纯电产品“验证码”BZ3的尴尬让人对其固态电池技术的期望降低。
当该公司宣布与英国初创公司伊利卡合作时,丰田布局的固态电池可以追溯到2008年(Ilika)共同研发固态电池材料。现在丰田有七八个合作伙伴,连固态电池相关专利都累计到1300多项,数量遥遥领先,相当于其他四家日韩企业的总和。不幸的是,从技术到大规模生产“鸿沟”还是不能跨越。
2021年9月的一场比赛被称为“2030电池战略会”在活动中,丰田诚实地表示,高能密度全固态电池的研发进展并不乐观,也未能打破适当硫化物电解质材料的关键课题。
在技术困难无法克服的背景下,丰田不得不反复推迟全固态产品的大规模生产。2019年,东京奥运会将推出一款配备固态电池的新能源车型。即使奥运会推迟了一年,消费者仍然无法等待。
今年早些时候,外媒NIKKEI 在ASIA的报道中,丰田首席技术官田正彦(Masahiko Maeda)表示,“坦白说,情况并不乐观。”因为,事实证明,硫化物固体电池的开发非常复杂,液体电解质只需要浸入电极,但固体电解质需要特殊的技术粘合材料,总之,很难得到。
不仅仅是丰田。3月,本田汽车首席执行官敏宏(Toshihiro Mibe)美国参加活动时表示,目前生产电动汽车的成本比传统燃油汽车高40%,固态电池最终会帮助电动汽车有更贴近百姓的价格。
然而,固态电池计划的投产成本非常高,因此本田需要确保市场已经准备好推广该技术。“生产这种电池需要大量的投资,所以我们必须判断什么时候投资这种电池。这是非常困难的。”
本田正在制定自己的固态电池计划,并与通用汽车讨论,并与韩国合作伙伴LG新能源合作(LG Energy Solution)合作开发另一种固态电池。但三部分认为,固态技术的大规模消费可能需要几年时间,很难确定何时需要增产。
因此,在固态电池的嘉年华盛宴中,最聪明的资本首先冷静下来,就像L4级自动驾驶嘉年华不再一样。忽视物理和化学知识的资本已经尝到了“狠狠打脸”的滋味。
2021年,美国“造车新势力”菲斯克宣布放弃开发固态电池的计划,并推出了配备液态锂离子电池的普通电动汽车。
其创始人无奈地接受了当初雄心勃勃的尴尬,“当你认为自己已经完成了90%,几乎达到了目标时,固态电池就是这样一种技术,然后你意识到剩下的10%比之前的90%要困难得多。”
当然,宁德时代的凝聚态电池是固态电池“终结者”也许现在还很早,毕竟,只有凝聚电池实际装载,运行平稳,大规模铺设,成本优势才会使固态电池完全失去商业化的可能性。
然而,曾经备受期待的终极电池技术全固态电池已经难以支撑燃油车“终结者”、锂电“圣杯”这个名字看起来越来越像《三体》“智子锁死”后一场梦。
现在,如果你想让行业相信,你必须让这些“画饼”落实到实处。
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