对话SES创始人胡启朝:电池最终端是锂金属电池,预计其2025年产业化
锂电池发明者创造了一种新涂层来改善电池的寿命
锂电池在长时间使用之后,续航能力会明显下将。这主要是因为在电池循环过程中形成的杂质导致的,现在诺贝尔奖获得者、可充电锂电池的发明者领导的一个团队可能已经找到了这个问题的解决方案--新型涂层。 在锂电池循环过程中,这些杂质会累积在电池富镍阴极中
一波未平,一波又起。近日动力电池深陷舆论旋涡,前有因电动车安全问题发生召回车企与电池供应商相互“扯皮”;再有宁德时代起诉中航锂电专利侵权,但中航锂电并未买账;后有广汽埃安实地演示超级快充,在电池中段(30%-80%)电量区间,实际充电最大功率可达481kW,4分钟充电量达35.1kWh,回应年初“忽悠”质疑……
智能化电动化趋势下,动力电池成为支撑或者制约车企大规模电动化转型极为关键的一环。汽车巨头们担心被电池制造商扼住咽喉,或自建电池工厂,或入股电池企业;头部供应商今年以来纷纷扩产,围绕动力电池展开的竞争愈发激烈。目前全球车企和电池供应商致力于研发下一代的电池技术,希望降本的同时提高续航里程和安全性能,这也对电池企业提出了更高的要求。
“目前把电池行业内所有公司放到一起,可以从两个方面来看,一是可制造性,包括传统电池公司和新兴电池企业,前者更注重产能,尤其是锂离子电池,但能量密度有限;后者做固态锂金属电池,更注重能量密度。二是电池成本控制,目前市场上锂离子电池成本呈现5%—7%的小幅度增长,锂金属电池在2025年才能实现产业化,因此优化成本成为电池企业提高竞争力的途径之一。”近日SES 创始人兼首席执行官胡启朝对21世纪经济报道记者表示。
在他看来,目前车企和新的电池技术公司合作,开发下一代更高能力的电池,最重要的目的是降低成本,提高能量密度和电池安全。“一个更安全、续航里程更高的电池,等于一个更便宜的电池。”
成立于2012年的SES,前身为Solid Energy Systems,是一家综合性锂金属电池制造商。今年7月中旬,SES宣布已与艾芬豪资本收购公司达成最终的合并协议,计划在纽交所上市,将成为全球第一家上市交易的混合锂金属电池供应商。作为以特殊目的收购(SPAC)为上市途径的SES,合并后的公司股权价值预计约为36亿美元,交易预计将为SES提供高达4.76亿美元的资金。
SES现有投资者包括SK Inc.、通用汽车、现代汽车、起亚公司、淡马锡、天齐锂业、Vertex Ventures、Applied Materials和上汽集团等。
胡启朝告诉记者,接下来半年时间内,SES将会与五六家车企签订框架开发协议。到2025年,SES计划实现超20Gwh电池产能。到2028年,SES在全球电动汽车电池市场的市占率达5%。
以下为访谈实录(有删节):
混合锂金属电池预计2025年产业化
《21世纪经济报道》(以下简称《21世纪》):纵观锂电的发展,除了固态电池以外还有三元电池、刀片电池,乃至四元电池,这些电池的发展速度都很快。从SES的时间表来看,预计2025年装车,如何保持竞争力?
胡启朝:首先固态有两种,一是固态锂离子电池,已商业化但优势并不明显,能量密度、生产工艺和锂离子电池相比没有明显提高;二是固态锂金属电池,现在很多车企、大的电池公司发现固态锂金属电池可能是一个比较远的梦。
SES之前做过固态电池,但2015年之后改变了路线,我们做混合锂金属电池。混合锂金属电池比如三元、四元和刀片电池,三元、四元指的是电池的正极,锂金属是电池的负极。SES不做正极,核心在负极材料。负极的产品开发或者进步,和正极的进步、电芯设计工艺的进步是完全可以同步进行的。
《21世纪》:SES做混合锂金属电池,在产业链上游比如电解液或者和锂金属相关的材料,是打算自己研发?还是和产业链相关的企业合作?
胡启朝:电解液从材料、溶剂的制造、盐的提纯和整个配方完全是内部开发出来的,是比较高的机密,这一块我们准备自己做,当然也有一些环节和其他企业合作。锂金属方面,天齐锂业是我们的股东,此外还有两家也在合作,目前不方便透露。我们计划和国内一到两家超薄、超宽锂金属材料的供应商合作。
《21世纪》:锂金属电池和锂离子电池差异化比较大,产品将来装车时,应用场景或者车型上会存在差异吗?
胡启朝:长期来说锂金属可以完全替代锂离子电池,但是在早期车企要突出锂金属电池的卖点、亮点,所以早期主要是放进比较大的SUV里。比如通用今年年初公开的HUMMER EV,充一次电跑300英里,2025年新一代的HUMMER EV采用锂金属电池充一次电可以跑500英里。
《21世纪》:之前SES进行小量试产时,能量密度是450瓦时/千克,但目前降到了400瓦时/千克,为何出现这种调整?
胡启朝:早期450瓦时/千克主要是用于行业和农业的无人机电池。无人机的安全和续航里程、成本各方面要求不太一样,所以在无人机领域可以把能量密度提升到很高。但是车上的电池除了能量密度以外,还有更多的考量,像安全、续航里程、快充等等,综合考虑之后把能量密度相对降到了400瓦时/千克,其他方面可以达到要求。
《21世纪》:SES在中国市场的拓展情况和中长期规划是怎样的?
胡启朝:2019年SES在上海嘉定建立工厂,预计在今年年底锂金属电池的产能扩大到1Gwh,主要生产A样品。2023年之后开始做B和C样品,不一定在上海,可能会在周边比如浙江或者江苏一带。上海嘉定工厂是整个公司的核心,从早期研发到材料研发、产品开发、生产工艺开发,延伸到产业链。
一般电池厂供应给车企,整个流程先是A样品,A样品一般是1Gwh,之后做B和C样品。B和C样品一般是十倍,也就是10Gwh。SES目前是1Gwh,2023年开始建设10Gwh的产能做B和C样品。2025年上车,2026年、2027年会建30Gwh、70Gwh以及更大的产能。
宁德时代发布钠离子电池:15分钟充电80%,零下20度照样用
作者|JimmyMa 来源|极果编辑部 锂电池已经是我们生活中最常见的电池之一,而钠电池大家了解吗? 这种电池在零下20度还能有90%左右的性能,而且常温下15分钟就能充电80%?!更重要的是,它还很便宜,成本只有锂电池的70%左右。#数码科技要闻# 电池界的行业
《21世纪》:为什么会选择SPAC形式上市?
胡启朝:艾芬豪是全球比较大的镍的生产商,在非洲有非常大的镍矿和铜矿。选择艾芬豪既通过艾芬豪上市,同时考虑到公司的长远发展,希望与其在镍的材料方面有比较好的战略合作。
《21世纪》:SES目前和车企合作的推进情况如何?
胡启朝:目前因为商业谈判的原因不太方便公开。这一次我们做SPAC,国内有两个车企上汽和吉利参与,上汽和吉利已是我们的财务股东。接下来半年时间内,SES将会与五六家车企签订A样品的框架开发协议。 到2025年,SES计划实现超20Gwh电池产能。到2028年,SES在全球电动汽车电池市场的市占率达5%。
《21世纪》:关于锂金属电池推进量产化方面,应如何提高客户以及市场的认知?存在哪些挑战?
胡启朝:这个过程比较长。SES和通用汽车从2015年开始有6年的合作,之后才开始进入A样品的开发协议。目前不管是从车企客户的角度,还是从技术储备的角度,都是在一个风口。
在电池行业难的不是新的技术和概念,难的是细节,即生产、供应链、质量以及和车企的合作,从电芯材料到电池组、电池包等等。同时混合锂金属和锂离子最大的不同是负极,目前全球没有厂家是批量生产非常薄、非常宽的锂金属的,整个产业化目前最大的问题是超薄、超宽锂金属材料的生产。
电池+人工智能安全控制系统
《21世纪》:新能源汽车行业的芯片荒还未缓解,电池荒又来了。锂金属是电池的一个关键性材料,未来是否有锂金属荒?
胡启朝:目前全球四大锂矿在国内有两个:赣峰和天齐,锂并不是很大问题。在整个电池中,正极里面比如镍、锰、钴是比较缺的一些材料,特别是镍,电池能量密度越高镍的成分越高,镍荒可能会是一个问题。
《21世纪》:随着电动车保有量的增加,起火事件不时发生。近两年国内多家企业推出了不起火电池,比如弹匣电池等。如何看待不起火电池?
胡启朝:一方面是高能量密度但不安全,一方面是低能量密度但是安全。假设只通过材料方式的话,两者很难优化。但是加入软件就不同了,加入软件后可以用高能量密度但可能存在一定安全隐患的电池,软件可以来控制安全。
未来搭载锂金属电池的电动汽车可能每几个月、每半年软件会告诉用户,通过一些比较特殊的充电、放电的方式来修补电池。通过软件虽然不能避免电池的起火,但可以在起火之前预警,可以提前几个月、提前很长时间预警。
《21世纪》:有什么措施能保证电池相对安全?
胡启朝:任何电池能量密度越高就越不安全,没有真正400瓦时/千克以上高能量密度的电池是百分之百安全。即使是纯固态电池,仍然有安全隐患。
如何解决?一方面电池材料方面使用安全的材料,比如混合锂金属电池里的电解液是高浓度电解液;此外加入软件系统,在整个汽车电池管理系统里面应用一些算法。锂离子电池已有一些安全控制的算法,我们将同样的方式用在锂金属电池,在不同的环境、充电、放电、温度等环境下积累很多数据。
电池本身不可能做到百分之百安全,但是电池加上人工智能的安全控制系统之后,车可以做到非常安全。
《21世纪》:你提到未来混合锂金属电池会替代目前的主流三元锂离子,下一代电动汽车装配的主流电池是什么形态?未来终极的电池形态是什么?
胡启朝:目前锂离子是三元电池,混合锂金属的正极也是三元或者是四元材料。只不过目前锂离子电池大家用正极起名,SES用负极给电池起名。从2025年开始,一些新的锂金属电池不会很快完全替代锂离子,但会逐渐占一些市场份额。
长远来看,电池的最终端应该是锂金属电池,因为整个元素周期表里锂是第三,锂是目前自然界最轻的金属,用锂做的电池会是最轻和最小的电池,锂金属电池的能量密度是最高的,续航里程是最高的。当然过程中会有不同的锂金属,比如纯固态、混合、液态的不同路线,但最终端应该是锂金属电池。
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锂电池“战友”钠离子电池也“非等闲”
撰稿丨采编部 编辑丨麦 子 美编丨CBEA独耀 或许,要干掉化石能源这个“碳中和”的“敌人”,仅仅靠锂离子电池还是远远不够的,如今锂电池的“战友”——钠离子电池,正迅速加入队列。 7月29日,宁德时代发布了公司第一代钠离子电池。宁德时代董事长曾毓群认为