固態(tài)電池是什么?簡(jiǎn)單說,它是用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)的新一代電池技術(shù)。目前主流使用的鋰電池用的是液態(tài)電解質(zhì),液態(tài)電解質(zhì)有幾個(gè)短板,就是能量密度有上限,而且存在一定的安全隱患,碰撞容易爆炸起火,這也是讓很多新能源汽車車主比較忌憚的。
固態(tài)電池就是為了解決這些痛點(diǎn)而生。從技術(shù)原理上來看,固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的,第一,能量密度更高,理論上比液態(tài)鋰電池高出一大截,意味著同樣體積能存更多電,續(xù)航里程就有望明顯提升。第二,安全性更好,固態(tài)電解質(zhì)不可燃,從根本上降低了熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。也就是說,如果用固態(tài)電池,新能源汽車碰撞不容易爆炸起火。第三,循環(huán)壽命更長(zhǎng),可以多次反復(fù)充電使用。
新技術(shù)要替代舊技術(shù),必須在關(guān)鍵維度上有代際優(yōu)勢(shì)。固態(tài)電池在能量密度、安全性這兩個(gè)維度上確實(shí)有代際優(yōu)勢(shì),但它也有自己的技術(shù)難題需要攻克。固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)鏈跟傳統(tǒng)鋰電池有部分重疊,也有新的環(huán)節(jié)。
上游是原材料,包括鋰、鋯、鑭等金屬材料還有固態(tài)電解質(zhì)的前驅(qū)體。中游是電芯制造,這是技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)。下游是應(yīng)用場(chǎng)景,包括新能源汽車、儲(chǔ)能、消費(fèi)電子、機(jī)器人、無人機(jī)等。同時(shí),固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈有幾個(gè)值得關(guān)注的新環(huán)節(jié),比如固態(tài)電解質(zhì)材料,這是一個(gè)全新的市場(chǎng),傳統(tǒng)鋰電池是沒有的。再比如制備工藝,固態(tài)電池需要新的涂布、燒結(jié)、封裝設(shè)備,這些新環(huán)節(jié)的出現(xiàn)意味著產(chǎn)業(yè)鏈在重構(gòu)。固態(tài)電池屬于替代型技術(shù),替代型技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈上往往會(huì)出現(xiàn)一些新版圖,也會(huì)讓一些舊環(huán)節(jié)的價(jià)值重新分配。
從公開信息來看,各家企業(yè)的量產(chǎn)時(shí)間表普遍集中在明年到后年。日本企業(yè)在硫化物路線上走得比較靠前,而中國(guó)企業(yè)在氧化物路線上有自己的特色。看一個(gè)早期技術(shù),不是看它什么時(shí)候量產(chǎn)這個(gè)時(shí)間點(diǎn),而是看它的技術(shù)成熟度曲線。從實(shí)驗(yàn)室突破到小批量試產(chǎn)、再到規(guī)模化量產(chǎn),每個(gè)階段之間都隔著很多技術(shù)難題和工程化挑戰(zhàn)。量產(chǎn)是一個(gè)關(guān)鍵的里程碑,但從量產(chǎn)到大規(guī)模替代,中間還有一段路要走,成本要降下來,良率要提上去,供應(yīng)鏈要建起來,這些都是產(chǎn)業(yè)發(fā)展中必須經(jīng)歷的過程。根據(jù)規(guī)劃,明年我國(guó)將有4000臺(tái)電動(dòng)車裝上固態(tài)電池,行駛里程超過1萬公里。根據(jù)某大型鋰電池企業(yè)創(chuàng)始人的說法,現(xiàn)在量產(chǎn)的條件已經(jīng)具備,明年可能就是一個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
固態(tài)電池替代液態(tài)鋰電池,不是歷史上第一次技術(shù)替代。一個(gè)是智能手機(jī)替代功能手機(jī),2007年iPhone發(fā)布,但智能手機(jī)全面替代功能手機(jī)用了差不多五六年的時(shí)間,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)鏈配套的完善和成本的下降。另一個(gè)是單晶硅替代多晶硅,光伏行業(yè)里面的單晶硅在能量轉(zhuǎn)換效率上有優(yōu)勢(shì),但一開始成本太高,后來隨著工藝成熟和規(guī)模效應(yīng),單晶硅的成本降下來了,才逐步完成了替代。固態(tài)電池對(duì)液態(tài)鋰電池的替代跟這個(gè)案例有很多相似之處。還有一個(gè)是三元鋰電池替代磷酸鐵鋰電池的過程,早期三元鋰因?yàn)槟芰棵芏雀撸诔擞密囶I(lǐng)域快速替代了磷酸鐵鋰,后來,磷酸鐵鋰通過技術(shù)進(jìn)步,在安全性上鞏固了優(yōu)勢(shì),又奪回了一部分市場(chǎng)。這說明技術(shù)替代不是單向的,它可能會(huì)反復(fù)。
固態(tài)電池作為新一代的儲(chǔ)能技術(shù),在政策層面受到了很多關(guān)注。多個(gè)國(guó)家都把它列為重點(diǎn)支持方向,我國(guó)國(guó)內(nèi)多個(gè)省市也發(fā)布了固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。從應(yīng)用場(chǎng)景來看,固態(tài)電池一旦技術(shù)成熟,它的應(yīng)用范圍會(huì)非常廣,新能源車是最主要的下游,因?yàn)橄M(fèi)者對(duì)續(xù)航和安全性的需求一直在提升。除此以外,儲(chǔ)能、消費(fèi)電子、人形機(jī)器人、無人機(jī)也都是強(qiáng)大的應(yīng)用方向。我們分析一個(gè)新技術(shù)的時(shí)候,一個(gè)重要的維度就是應(yīng)用場(chǎng)景的廣度,應(yīng)用場(chǎng)景越廣,技術(shù)一旦突破,它的產(chǎn)業(yè)空間就越大。固態(tài)電池的應(yīng)用場(chǎng)景從交通到能源再到消費(fèi)電子,覆蓋面是比較廣的。
固態(tài)電池目前面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)是客觀存在的,界面接觸、離子電導(dǎo)率、設(shè)備工藝、成本控制,每一個(gè)都是需要攻克的難題。這些挑戰(zhàn)不是一兩天能解決的,需要持續(xù)的技術(shù)積累和工程化突破。還有一個(gè)需要關(guān)注的點(diǎn),就是液態(tài)鋰電池本身也在進(jìn)步,固態(tài)電池在追趕,液態(tài)電池也沒停下。如果液態(tài)電池的能量密度和安全性不斷提升,那固態(tài)電池的替代緊迫性可能就沒那么強(qiáng)了。
所以綜合來看,固態(tài)電池作為儲(chǔ)能領(lǐng)域的一場(chǎng)技術(shù)革命,它一旦實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,在量產(chǎn)之后,成本可能會(huì)出現(xiàn)大幅下降,這樣會(huì)加速固態(tài)電池對(duì)傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的一個(gè)替代,但是這個(gè)替代的過程不是一蹴而就的,也不是一兩年的事情,可能要持續(xù)5到6年的時(shí)間。這既給相關(guān)的企業(yè)帶來發(fā)展的機(jī)會(huì),同時(shí)也可能面臨著很多挑戰(zhàn),反映在投資上也可能會(huì)出現(xiàn)比較大的波動(dòng),這一點(diǎn)的話大家要密切地關(guān)注。
但是當(dāng)一個(gè)新的技術(shù)出現(xiàn),它也會(huì)帶來新一輪的機(jī)遇。那在這個(gè)新的技術(shù)出現(xiàn)之后,傳統(tǒng)的鋰電池龍頭企業(yè)具有資金優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、渠道優(yōu)勢(shì)、客戶優(yōu)勢(shì),可能有一定概率還是行業(yè)的龍頭企業(yè),當(dāng)然是否會(huì)出現(xiàn)一些新貴,在技術(shù)進(jìn)步之后崛起為新的行業(yè)龍頭,這個(gè)問題值得我們拭目以待。
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