2024年美日韓固態電池行業最新盤點!

Mondo 國際 更新 2024-01-31

前段時間,蔚來李斌成功挑戰1000公里續航,將安全性高、壽命長、經濟性的半固態電池帶回大家的視野,圍繞半固態電池和固態電池的討論也非常火熱。 除了蔚來汽車150度半固態電池蔚藍新能源外,2024年固態電池領域也將湧現出多個專案,包括廣東恆宇、青島能源、廣州昊威、瑞曉科技等公司簽約或啟動的固態電池專案,投資額超過億元。 在國外,近年來,美國、日本、南韓等國的多家電池和汽車龍頭企業也加大產能建設力度,加大研發投入,投資初創企業,“押注”固態電池。 到目前為止,這些海外公司的進展如何?讓我們來看看:美國quantumscapeQuantumsacpe是一家成立於2024年,由Microsoft和大眾牽頭的固態電池公司,已累計籌集11億美元並上市,目前股價為7美元08 美元。 去年 12 月,QuantumSacpe 向一家未具名的汽車製造商交付了第一批最新的 A0 樣品進行測試,大眾汽車也在其中。

A0樣品是QuantumSacpe在去年第二季度發布的一款24層鋰金屬電芯。 Flexfarme 是一種混合稜柱形和傳統軟包結構,旨在將相同數量的層(每層具有更多能量)封裝到更薄的封裝中,以占用更少的電動汽車空間。 據報道,Flexframe結合了提供結構穩定性的剛性框架和柔性聚合物外層,該外層允許細胞表面在框架的固定外部尺寸內膨脹和收縮。 此外,電池每層具有原位形成的正極和鋰金屬陽極,容量在數安培小時範圍內。 Quantumsacpe認為,這些電池適用於多種應用,包括電動汽車和3C數碼產品。 到 2023 年第一季度,至少有一家汽車製造商完成了測試。 與此同時,Quantumscape 表示,其首款商用固態電池產品 QSE-5 基於 A0 原型電池,將於 2023 年第二季度開始向合作夥伴交付。 與 A0 原型電池相比,QSE-5 電池具有更高容量的負載陰極,可以保持更高的能量密度。

在今年最新的第三季度財報中,Quantumscape 還披露,QSE-5 電池的商業目標是在 800 次迴圈後保留 80% 的能量,但一家潛在的汽車製造商此前測試了 A0 電池,發現這個迴圈次數可以達到 1,000 次。

據悉,1000次迴圈的實驗環境是在標準溫度和壓力的條件下,使用03c 充電和 02C放電的測試條件,以及100%放電的深度,1000+次迴圈後容量保持率在95%以上。 Quantumscape表示,未來的工作將繼續集中在QSE-5的開發上,預計未來將在乘用車、卡車、兩輪車等市場廣受好評。 該報告還指出,Quantumscape技術平台的市場機會是巨大的,未來幾十年每年可能有數千億美元的市場機會。 solid power根據固能2024年第三季度財報,固能已向寶馬交付首批A-1電動汽車電池,正式進入汽車驗證測試,寶馬希望在2024年推出首款基於固動力電池技術的樣車。 此外,根據Solid Power的官方網站,該公司正在增加SP2硫化物固態電解質的產量,並逐步淘汰SP1電解質,預計每年將生產用於80萬輛電動汽車的固態電池。 據Solid Power官網顯示,其矽動力電池採用高含量矽負極(陽極)、硫化物固體電解質和鎳鈷錳(NMC)正極,能量密度為每公斤390Wh。 據官網介紹,其固態電池設計比鋰離子電池更安全、能量更高、成本更低。

在此基礎上,如果陽極由鋰金屬製成,能量密度將達到每公斤440 Wh,而如果將正極更換為“轉換正極材料”,能量密度將為每公斤560 Wh,成本會更低,但能量體積比將從每公升930 Wh降低到785 Wh。

公司計畫於2024年至2024年實現年產能100MWh的中試線,並完成CD樣品階段測試2025-2024年,公司將快速建設年產能10GWh,並開始生產車規級電池。 除寶馬外,Solid Power還獲得了美國福特汽車公司的投資,預計還將向福特提供樣品電池。 factorial energy今年1月21日,Factorial Energy宣布獲得2億美元D輪融資,由梅赫西迪-賓士和Stellantis集團領投。 完成本輪融資後,公司將加速其固態電池的商業化生產和部署。 在梅赫西迪-賓士和Stellantis之前,Factorial已經宣布與現代汽車和起亞汽車分別簽署投資和合作協議,共同開發和測試Factorial的固態電池技術,並將其整合到現代汽車的電動汽車中。 據Factorial Energy官方社交媒體賬號訊息,10月30日,FactorialEnergy向其汽車製造商合作夥伴出貨了100Ah的“準固態電池”。 據了解,該電池採用“因子電解質系統技術”,利用專有的固體電解質材料,通過高壓和高能量密度的電極實現安全可靠的電池效能,並在室溫下工作的電池中進行縮放。 據報道,該技術比傳統鋰離子技術更安全,可將續航里程提高20%至50%,並具有嵌入式相容性功能,可輕鬆整合到現有的鋰離子電池製造基礎設施中。 此外,該型號的電池今年也通過了UN 383項標準認證。

10月24日,因子能源投資5000萬美元在麻薩諸塞州梅休恩建設年產能200MWh的固態電池裝配線,這也是美國最大的固態電池生產線。

24m technologies24M Technologies在今年10月26日至11月5日的日本移動展上推出了24m電極到電池組系統(24M Etop),這是一種簡化的電池組系統,其中電極直接整合到電池組中,無需單獨的電池和模組。 通過從電池組中去除不必要的電池材料,製造商可以降低成本,同時最大限度地提高電池組的能量密度。

據日本媒體12月初訊息,24M Technologies表示,將與日本電動汽車(EV)公司Azeba(Azapa)和中國安徽安和新能源科技合作,於2024年開始量產半固態電池。 除了Azeba和Anwa之外,日本富士膠片、德國大眾汽車、印度汽車零部件製造商Lucas TVS、挪威電池廠Freyr Battery等都已獲得24M授權,並正在規劃量產計畫。

24M Technologies由麻省理工學院美籍華裔教授蔣葉明於2024年創立,專注於低成本半固態電池。 其半固態電池採用含有液態材料的粘土狀材料作為電解質,比液態電解質鋰離子電池安全得多,並通過改進的材料和工藝,減少了電池中80%的無活性材料,並省去了電極和電解液生產中耗能的液體處理工藝,使成本可降低40%左右。 南韓LG新能源解決方案2024年9月,LG新能源宣布將在忠清北道清州梧倉能源園區建設半固態電池生產線,目標是在2024年實現商業化。 據悉,該生產線生產的半固態電池將採用“果凍狀物質”代替傳統電解液,電池的體積能量密度約為650Wh L。 研發方面,6月,LG新能源副總裁、下一代電池研究院院長孫全男在2024年世界動力電池大會上透露,LG新能源將於2024年實現“安全改進”聚合物基半固態電池的商業化,2024年推出750Wh聚合物固態電池,完成硫化物全固態電池的開發。 並在2024年推出超過900Wh L的硫化物全固態電池。孫全南表示,LG新能源的全固態電池基於硫化物體系,未來可以在電池層面實現絕對安全,不起火**。 三星SDI繼 2023 年 3 月完成全固態中試生產線後,三星 SDI 於 6 月生產了硫化物基全固態電池樣品,位於首爾南部水原研發中心的全固態電池 (ASB) 中試生產線已經完成,全固態電池材料正在驗證中,由三星 SDI 大型電池業務部門副總裁 Gojoo-Young 領導。 量產進度方面,公司預計2024年開發大規模電池生產技術,2024年在蔚山量產全固態電池。 此前,在2024年8月,三星SDI宣布將擴建蔚山工廠,建設LFP電池和全固態電池生產線,工廠面積翻番。

在材料體系方面,預計正極材料將從高鎳三元過渡到富鋰錳基,負極將從矽碳負極過渡到鋰金屬。 sk on9月,據外媒報道,南韓SK集團旗下的電池製造商SK On成功開發出一種氧化物基固態電解質,該電解質具有世界上最高的鋰離子電導率。 氧化物固體電解質由SK ON與檀國大學材料科學與工程學院朴熙貞教授領導的團隊共同開發。 SK ON及其研發團隊調整了由鋰、鑭、鋯和氧組成的氧化物固態電解質材料LLLZO的新增劑。 與現有的鋰離子電導率相比,新材料的鋰離子電導率提高了70%,達到了世界最高的電導率。 鋰離子電導率是指鋰離子通過電解質的速率。 更高的行駛速度將增強電池輸出並加快充電速度。 此外,該技術還能夠對LLLZO微觀結構進行均勻控制,從而確保大氣穩定性。 根據SK On的說法,氧化物固體電解質在這方面表現出很高的穩定性,因為固體電解質通常容易受到濕度和二氧化碳的影響,因此長期暴露會降低效能。 氧化物固態電解質材料不僅可以用於基於NCM(鎳、鈷、錳)正極材料的全固態電池,還可以用於可固化的鋰硫電池和鋰空氣電池等下一代電池,以及SK ON正在開發的氧化聚合物復合全固態電池。 SK ON目前正在開發兩款全固態電池,即聚合物-氧化物復合固態電池和硫化物固態電池,並計畫在2024年完成這兩款電池的早期原型,並在2024年實現商業化。 今年6月,在三星成立53周年慶典上,三星SDI總裁崔允浩透露,三星SDI已經完成了全固態電池試驗工廠的建設,並計畫在今年下半年開始生產全固態電池樣品。 日本豐田

繼10月宣布將與日本石化巨頭出光興產合作開發全固態電池後,豐田在11月中旬發布了固態電池路線圖,透露此前曾宣布,2024年生產的固態電池每年僅為1萬輛電動汽車提供動力(豐田預計2024年電動汽車年銷量為350萬輛)。 要到2024年或更晚才能實現大規模生產。

據了解,這是因為出光興產預計到2024年初只能生產幾千噸硫化物固體電解質。 此外,根據豐田的路線圖,它計畫從2024年開始為其電動汽車提供超過800公里的續航里程。 2027-2024年,通過引入高效能電池,續航里程將提高到1000公里以上。 此外,豐田還表示,將在2026-27年增加廉價的磷酸鐵鋰(LFP)電池,一次充電可保證600公里的續航里程。 本田今年8月,本田美國公司可持續發展和業務發展副總裁傑伊·約瑟夫(Jay Joseph)在加州舉行的蒙特雷汽車週上表示,本田計畫明年開始試生產固態電池。 與此同時,本田執行副總裁兼全球電氣化首席執行官青山真司表示,本田的固態電池可以減輕50%的重量(或體積能量密度的兩倍),以增加汽車的續航里程。

青山真司還表示,固態電池將首先用於PILOT等SUV,其續航里程可以增加一倍。 據美國媒體報道,本田還將在2024年與舍弗勒(美國)和俄亥俄州立大學材料與製造研究所成立新的電池研究中心,新的研究中心有望幫助本田實現將固態電動汽車電池從實驗室推向裝配線的目標。 日產今年2月,日產歐洲研發高階副總裁莫斯表示,日產已成功研發出全固態電池,目標是2024年開始試生產,2024年實現固態電池大規模量產,同年生產出由固態電池驅動的新型電動汽車。 同時,D**ID Moss透露,固態電池將大大提高儲存和電力傳輸的效率,與液態鋰電池相比,能量密度和充電速度翻倍。 根據日產的計畫,到2024年,全固態電池將能夠將電池成本降低到每千瓦時75美元(約合人民幣477元),未來進一步降低到每千瓦時65美元(約合人民幣414元),以實現電動車型和燃油車型的成本平價。 在研發方面,日產研發人員發現了一種可以抑制枝晶形成的材料,可以避免枝晶引起的電池短路。 他們還發明了一種設計,允許電解質和電極在不分離的情況下反覆膨脹和收縮,進一步提高了安全性。 此外,日產還克服了低溫快充的問題。 4月11日,日產宣布,將在日本神奈川縣的日產汽車研究中心(Nissan Automotive Research Center)進一步推進全固態電池的開發和應用,該中心是串聯軟包全固態電池的試生產設施。 在 10 月底的 2023 年日本移動展上,日產推出了全固態電池 Nissan Hyper Tourer。 據了解,該車搭載全固態電池,控制車身高度,降低重心,實現平穩加減速和良好的乘坐舒適性。

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