固態電池已成爲業內廣泛認可的下一代電池技術,但技術困難和成本高企,仍然是橫亘在該技術落地面前的,一道尚未跨過的門檻。

雷諾2025年擬推無钴固態電池  能否突破技术和资源制约?

日前,雷諾汽車高级副总裁吉尔斯·诺曼德(Gilles Normand)公开表示,到2025年,雷诺旗下电动汽车可能会使用钴含量为零的固态电池。

据英国媒体Driving Electric报道,新一代的固态电池产品将由电池公司Ionic Materials提供技术支持。雷诺-日产-三菱联盟在2018年曾向该电池公司投资6500万美元(约合人民币4.64亿元人民币),以开发电池新技术。据Ionic Materials官网消息,该公司将在美国密歇根州Romulus电池工厂制作固态电池,并拟于今年年底前进行OEM测试。

早在2018年初,雷诺-日产-三菱联盟设立10亿美元风投基金,其首个投资即为Ionic Materials公司的无钴固态电池研发。同年3月,丰田及雷诺-日产-三菱联盟分别表示,拟在2022年至2025年间推出搭载固态电池的电动汽车。随后,大众也在7月宣布将于2025年前生产固态电池。2019年,天际汽车、蔚来汽车及爱驰汽车等造车新势力陆续与辉能固态电池达成合作,以尽快完成固态电池搭载。

固態電池已成爲業內廣泛認可的下一代電池技術,但技術困難和成本高企,仍然是橫亘在該技術落地面前的,一道尚未跨過的門檻。

“固態電池取代液態電池是大勢所趨”

今年上半年,包括特斯拉、蔚來在內的多家電動車企業接連發生“自燃”事件,再次點燃了人們對電動車安全性的擔憂。

新能源汽车国家大数据联盟8月公布的《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示,自5月起,新能源汽车国家监管平台共发现79起安全事故,58%的车辆起火原因是电池问题,86%的涉事车辆使用三元锂电池。就在最近,美国国家公路交通安全管理局对特斯拉展开调查,原因是Model S和Model X电池组可能存在缺陷,并可能导致“非碰撞性火灾”。

曆經10年發展,電池安全這道殘酷的紅線,依然考驗著市場和消費者的信心。

輝能科技創始人、CEO楊思枏曾公開表示,新能源汽車頻繁起火,已經讓很多車企意識到液態電池的安全性問題。他表示,與液態電池相比,固態電池更爲安全穩定,固態電解質更耐高溫、不存在漏液等問題,電池出現損壞後不易爆炸起火。此外,固態電池還有循環壽命長、工作溫度範圍寬、回收方便、可快速充電、與電極材料相容性好、耐潮濕環境等優勢。

一位固態電池從業人士對未來汽車日報(ID:auto-time)表示,固態電池還節省了液態電池所需的保護機構材料,從而能實現降低對車企的電池管理技術要求。“固態電池相較液態電池也更易回收,液態電池需要分正負極、分元素回收,但因有電解液中和,很難把不同元素分開,固態電池本來就有隔離層分層,所以回收技術門檻較低。”上述固態電池從業人士表示。

在楊思枏看來,“未來固態電池取代液態電池成爲主流乃是大勢所趨。”

但目前,固態電池的技術仍不成熟。一位電池資深從業者向未來汽車日報表示,目前有些日企尚處于選材料階段,“原則上講固態電池從選好材料到真正量産,可能需要10年以上時間”。

“現在還沒有能夠達到車輛可使用的全固態電池。”清華大學電池安全實驗室主任馮旭甯在日前接受第一電動采訪時表示,但是中國和日本在全固態電池研發方面都是走在世界前列的,也最有希望率先做出能量産的全固態電池。

“做無钴固態電池是爲了降低成本”

要想實現固態電池量産和廣泛使用,如何降低成本成爲必須解決的一道難題。

未來汽車日報根據公開資料了解到,目前固態電池仍存在電解質材料、電極材料研究及界面高阻抗問題。具備良好性能的材料成本高昂(如薄膜固態電解質),而成本可接受的材料導電度與穩定性卻表現不佳(如固體聚合物固態電解質)。因此,目前固態電池仍面臨著技術突破與成本控制的雙重難題。

钴是目前锂離子電池中必需的貴金屬。據上海有色網數據顯示,今年8月和9月,電解钴價格上漲33%至每噸29萬元,價格十分高昂。據美國地質勘探局統計,自2000年來,全球钴産量翻了兩番,達年産12.3萬噸。蘇格蘭咨詢公司伍德-麥肯茲則預測,因電動汽車發展,到2025年,钴的需求量預計將達20萬噸。

“做無钴的固態電池主要是爲降低成本。”上述電池資深從業者向未來汽車日報表示,隨著新能源車數量的增多,钴的供應問題會越來越嚴重,其産能或將成爲制約電動車發展的主要瓶頸之一。

因此,無钴電池研究逐漸成爲各大電池制造商的重要課題。

2018年,特斯拉CEO埃隆·馬斯克曾在Twitter中稱,要將特斯拉的钴使用量將從目前的3%降至0%。同年6月,松下宣布正在開發無钴電動汽車電池,並計劃在2-3年內將大規模生産的電池钴含量降低一半,但至今仍未有産品發布。今年7月9日,長城汽車旗下蜂巢能源首發無钴材料電池,預計將在年底前完成材料開發,到2020年第四季度實現無钴電芯的SOP(標准作業程序)。

“無钴電池的研發要以保證安全和質量爲前提,配方比例的改變會帶來一定的挑戰。”電池領域專家在接受第一財經采訪時表示,當前來看,高鎳低钴是主要發展方向,但短期內無钴電池仍難成爲主流。

包括雷諾在內的主流車企和電池企業爭相布局固態電池,並不令人意外。今年上半年,雷諾集團在整體銷量同比下降6.7%的情況下,電動車銷量則增長40%至3萬輛,可見之後電動車將成爲雷諾的一大發展重心。這意味著,無钴電池仍有技術難點尚未突破,但逐步消除對钴依賴成爲行業共識。

無論這條路有多艱難,對于雷諾而言,未來采用無钴固態電池,將是降低成本,避開資源制約的必經之路。

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[責任編輯:趙卓然]

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