寶馬和福特的動作，無疑向外界透露了固態(tài)電池的未來想象空間。
根據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)記者深尾幸生5月3日的報道，寶馬和福特近日宣布向美國新創(chuàng)企業(yè)Solid Power擴大出資（出資比例未透露，但此次兩家的出資比例相同）。此次的出資額與其他企業(yè)一共達(dá)到1.3億美元。
Solid Power主要研發(fā)基于硫化物的全固體電池。此次寶馬和福特擴大投資，無疑是為了搶占先機，在固態(tài)電池技術(shù)上奪得優(yōu)勢。而Solid Power的競爭對手們走的是氧化物路線。
據(jù)悉，寶馬和福特將于2022年分別向Solid Power采購試驗車用的全固體電池。而且，近日寶馬集團董事韋博凡對媒體表示，“2030年前，我們將為量產(chǎn)車配備固態(tài)電池。在此之前，我們將于2025年前推出首款采用這種技術(shù)的原型車。”
實際上，了解固態(tài)電池技術(shù)的知道，大眾集團投資的QuantumScape固態(tài)電池走的是氧化物路線，而寶馬和福特的路線是硫化物，也就是類似于豐田正在研發(fā)的固態(tài)電池路線。這兩種路線的爭奪，明顯可以看出各家車企對未來的取向。那么，誰能獲勝呢？
全固態(tài)才是未來
根據(jù)荷蘭市場分析公司Future Bridge的說法，到2025年，SSB（固態(tài)電池）的成本將與鋰離子電池達(dá)到同等水平。不過，因為是電解質(zhì)是全固態(tài)的，與現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池完全不同，解決“界面問題”的技術(shù)難度也是最高的。
從技術(shù)上來說，Solid Power的首席執(zhí)行官道格·坎貝爾（Doug Campbell）信心爆棚，“將我們的電池稱為‘全固態(tài)’，是因為我們創(chuàng)造了一種真正全固態(tài)的電解質(zhì)……我們已經(jīng)完全除去了易燃的液體電解質(zhì)，并用我們的固體離子導(dǎo)電硫化物電解質(zhì)代替了它。而混合固液電解質(zhì)無法在電池和電池組水平上獲得額外安全性的好處，這也是為什么我們將我們的解決方案稱為ASSB(全固態(tài)電池），以區(qū)別于混合或半固態(tài)解決方案的原因?！?BR> 去年12月份，Solid Power宣布將生產(chǎn)330Wh/kg和20安時的多層ASSB。Solid Power的鋰金屬ASSB有22層，該公司希望在2022年初進(jìn)入“正式汽車認(rèn)證過程”（也稱為A樣階段）。該公司還希望車用的固態(tài)電池能在2026年之前用于汽車上。
時間過去了四個多月，Solid Power已經(jīng)開始生產(chǎn)20安時(Ah)的全固態(tài)電池，并計劃于2022年試生產(chǎn)100安時的大容量固態(tài)電池產(chǎn)品。而對于投資人福特和寶馬來說，最大的希望當(dāng)然是，Solid Power的工藝能與鋰離子生產(chǎn)技術(shù)兼容，以簡化大規(guī)模生產(chǎn)。這也正是Solid Power技術(shù)的優(yōu)勢之一，可以在現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施上制造電池。據(jù)寶馬稱，多層固態(tài)電池將在該公司的“卷對卷生產(chǎn)線”上生產(chǎn)，該生產(chǎn)線僅使用符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子生產(chǎn)工藝和設(shè)備。
值得一提的是，4月29日，據(jù)寶馬集團消息，寶馬集團與德國政府合作開發(fā)，下一代電芯項目取得新進(jìn)展，雙方將持續(xù)探索實現(xiàn)電芯技術(shù)的重大突破。此外，寶馬計劃2025年開始全固體電池車的公路測試，2030年前將為量產(chǎn)車配備固態(tài)電池。
此外，福特汽車的動作也不慢。4月27日，就有外媒報道，福特汽車決定在美國密歇根州東南部建立一個名為“福特離子園（Ford Ion Park）”的動力電池研發(fā)中心。而且，將在“福特離子園”部署一支由150名動力電池研發(fā)、生產(chǎn)領(lǐng)域的專家所組成的特別團隊，負(fù)責(zé)為福特的新能源車型研發(fā)動力電池。
此外，福特汽車還將斥資1.85億美元（約合12億元人民幣）建立一個合作實驗室，致力于開發(fā)、測試和制造動力電池。而且，福特全球CEO吉姆·法利還表示，福特在投入220億美元的電動汽車戰(zhàn)略中，并沒有包括針對電池的投入，“我們肯定還會有更多的投入。以后在電池的投入中，我們要怎樣關(guān)注？關(guān)注這些公司的哪些標(biāo)準(zhǔn)？包括在中國的電池公司?！?BR> 如此緊鑼密鼓地進(jìn)行電池研發(fā)，寶馬和福特的動作無疑向外界透露了固態(tài)電池的未來想象空間。
硫化物技高一籌？
實際上，對固態(tài)電池的爭奪正在升溫。經(jīng)過多年的沉默后，前不久大眾投資的QuantumScape發(fā)布了有關(guān)其固態(tài)電池的性能數(shù)據(jù)，業(yè)內(nèi)也有專家對其所披露的內(nèi)容感到非常興奮。但是，記者分析過，從其氧化物的路線來看，離量產(chǎn)還有很大距離。
從目前披露的數(shù)據(jù)看，大眾投資的QuantumScape似乎更激進(jìn)一些：它打算在2025年為提供車用SSB（固態(tài)電池）。QuantumScape的電池還有望實現(xiàn)更高的能量密度（高于350 Wh/ kg），并在-30oC時具有良好的性能。相比之下，Solid Power僅僅表示其電池在-10oC時可正常運行。
此外，Solid Power表示固態(tài)電池可在室溫下在15分鐘內(nèi)充滿50％的電量。QuantumScape承諾在15分鐘內(nèi)充滿80％的電量。雖然看起來QuantumScape的潛力很大，但是，它目前還僅僅是試驗室得出的數(shù)據(jù)。
記者在《大眾投資的固態(tài)電池，靠譜嗎？》中提到過，QuantumScape這款固態(tài)電池看來是為了和大眾應(yīng)對投資壓力，放一顆PPT的“大衛(wèi)星”，給投資者以信心。畢竟投資十年了，得出點成果。再說，股市賭的就是未來。
記者還咨詢過業(yè)內(nèi)相關(guān)人士，對于這款固態(tài)電池包含稀土成分的鋯酸鑭鋰的原材料問題做了質(zhì)疑，“這個路線應(yīng)該很困難。有兩種元素含量都太少了。”硫化物路線是可行的。這也是豐田開發(fā)固態(tài)電池伊始，就考慮過的。所以，大眾的氧化物路線能走多遠(yuǎn)，我們還不能下結(jié)論。
當(dāng)然，固態(tài)電池技術(shù)研究的突破也時有發(fā)生。比如，最近麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員出了一篇綜述性論文，說明“由于大多數(shù)過去的研究都集中在粒狀固體電解質(zhì)上，因此目前SSB成本預(yù)測所概述的生產(chǎn)成本中有75％被高估了，因為它們是基于高溫經(jīng)典燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行固體電解質(zhì)處理的?！?/P>
因此，基于氧化物固體電解質(zhì)的SSB成本高昂，幾乎無法與LiB（鋰電池）競爭。而現(xiàn)在有足夠的機會在1~20微米的尺寸范圍內(nèi)，并在低溫下制造陶瓷SSB電解質(zhì)膜。此外，通過避免使用昂貴的陰極和電解質(zhì)共燒結(jié)策略，現(xiàn)有策略可以降低SSB的生產(chǎn)成本。
這句話翻譯一下，就是可以用低溫狀態(tài)下制造的陶瓷電解質(zhì)膜來大幅降低成本。如果能夠進(jìn)入應(yīng)用，這對于SSB固態(tài)電池的量產(chǎn)是非常有好處的。
不過從現(xiàn)狀來看，記者說過，10年之內(nèi)，固態(tài)電池還無法主導(dǎo)。固態(tài)電池的實際量產(chǎn)應(yīng)用，最早也在2025~2030年，任何過于樂觀的估計和預(yù)測，在現(xiàn)實面前，都需要冷靜一下。寧德時代董事長曾毓群近期也說過：“3~5年內(nèi)能搭載到新能源汽車上的，都不是全固態(tài)電池?！?BR> 這條路并不好走。3月初Fisker創(chuàng)始人Henrik Fisker就宣布放棄固態(tài)電池計劃，“這是一種這樣的技術(shù)：當(dāng)你覺得已經(jīng)完成了90%，幾乎達(dá)到目標(biāo)時，你突然意識到，剩下的10%比前面的90%困難得多?！?/P>
就像中金分析的那樣，目前的鋰電體系迭代后可以實現(xiàn)800~1000km的續(xù)航，已經(jīng)能夠滿足需求。此外，在供應(yīng)鏈配合與規(guī)模效應(yīng)下2025年前能夠?qū)崿F(xiàn)燃油車和純電車平價。而固態(tài)電池所宣傳的1000~1400km高續(xù)航影響力有限，沒有現(xiàn)實中的充電網(wǎng)絡(luò)的便捷性重要。雖然固態(tài)電池未來的前景非常誘人，但還是那句話，成本決定市場。
（轉(zhuǎn)載）
