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皓天鑫
近日，據(jù)carscoops報(bào)道，保時(shí)捷計(jì)劃在中期生產(chǎn)續(xù)航里程超過(guò)807英里(約1300公里)的電動(dòng)汽車。而這款電動(dòng)汽車配備的不是固態(tài)電池，而是鋰電池。
那么保時(shí)捷將會(huì)如何實(shí)現(xiàn)這一電池技術(shù)呢？carscoops報(bào)道稱，保時(shí)捷認(rèn)為負(fù)極材料的優(yōu)化是一種方法。
目前，保時(shí)捷正在開(kāi)發(fā)硅負(fù)極材料，從而能夠?qū)㈦姵貎?chǔ)能密度提高10倍，同時(shí)具備快速充電的能力，可以在15分鐘的時(shí)間內(nèi)將電量從5%充到80%。
不過(guò)，這種硅負(fù)極材料存在一個(gè)明顯的問(wèn)題，就是會(huì)在吸收鋰時(shí)膨脹300%，直接影響到電池的使用壽命。為此，目前保時(shí)捷正在研究硅含量高達(dá)80%的負(fù)極材料，同時(shí)在正極材料中增加鎳含量，以實(shí)現(xiàn)更高的充電容量。
此外，報(bào)道還稱，保時(shí)捷還在開(kāi)發(fā)能量密度提高50%的先進(jìn)固態(tài)電池。
保時(shí)捷的電池技術(shù)儲(chǔ)備
可以看到，保時(shí)捷的電池技術(shù)路線是高硅負(fù)極鋰電池和固態(tài)電池兩大路徑，訴求是高能量密度和超快充，以滿足超高續(xù)航里程的需求。但問(wèn)題也隨之而來(lái)，續(xù)航里程越高的代價(jià)是電池重量和成本的增加，這也是當(dāng)下電池企業(yè)和車企的共同研發(fā)方向，即如何在不增加成本和重量的情況下，實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)航里程。
需要注意的一點(diǎn)是，保時(shí)捷被稱為全球最賺錢的豪華車企，這直接決定了其可以承受相對(duì)較高的研發(fā)、制造成本。
據(jù)保時(shí)捷官方數(shù)據(jù)，2023年一季度，其實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入101億歐元，同比增長(zhǎng)25.5%；實(shí)現(xiàn)銷售利潤(rùn)18.4億歐元，同比增長(zhǎng)25.4%；汽車業(yè)務(wù)凈現(xiàn)金流14.3億歐元，同比大增83.6%。
基于電池技術(shù)路線的押注，保時(shí)捷早已展開(kāi)投資布局。
在高硅負(fù)極鋰電池方面，保時(shí)捷去年5月參投了美國(guó)鋰硅電池研發(fā)商Group14 Technologies的C輪融資，投資額為1億美元，用于生產(chǎn)硅負(fù)極材料。
資料顯示，Group14是從一家研發(fā)生產(chǎn)碳材料的公司EnerG2里獨(dú)立出來(lái)的。2019年，Group14進(jìn)行了A輪融資，籌得1800萬(wàn)美元，投資者包括寧德時(shí)代、日本昭和電工、Cabot、巴斯夫。
Group14目前擁有兩個(gè)獨(dú)立工廠，一個(gè)是2021年4月啟動(dòng)的第一家電池材料制造工廠，另一個(gè)是去年首席執(zhí)行官Rick Luebbe透露的將在華盛頓州東部建立第二個(gè)電池材料工廠，將會(huì)使用C輪融資資金的一部分。
至于Group14硅負(fù)極材料的去處，保時(shí)捷也早已安排好——Group14將向Cellforce集團(tuán)提供產(chǎn)品。Cellforce集團(tuán)是保時(shí)捷與德國(guó)特種電池制造商Customcells Holding于2021年成立的合資公司。該公司計(jì)劃在未來(lái)為小型系列化生產(chǎn)、賽車和高性能車輛開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)使用硅負(fù)極的高性能電池。
在固態(tài)電池方面，保時(shí)捷的母公司大眾汽車集團(tuán)自2018年開(kāi)始，先后多次投資固態(tài)電池制造商QuantumScape，成為其最大股東，并宣布建立合資公司。QuantumScape于2020年12月宣布其已解決能量密度超1000 Wh/L的固態(tài)電池的技術(shù)問(wèn)題，規(guī)劃在2024年至2025年間開(kāi)始批量生產(chǎn)固態(tài)電池，大眾集團(tuán)計(jì)劃將其生產(chǎn)的固態(tài)電池用于旗下的車型中。
先保時(shí)捷一步
在保時(shí)捷押注的兩大電池技術(shù)路線上，也已有車企布局，且應(yīng)用時(shí)間或?qū)⑾缺r(shí)捷一步。
2021年7月22日，梅賽德斯-奔馳首席技術(shù)官Sajjad Khan表示，下一代動(dòng)力電池將根據(jù)不同市場(chǎng)的客戶需求，調(diào)整化學(xué)成分；將與電池材料公司Sila Nano等伙伴在陽(yáng)極技術(shù)方面進(jìn)行合作，通過(guò)硅基陽(yáng)極技術(shù)，將電池能量密度提升到900Wh/L；未來(lái)將與合作伙伴加強(qiáng)合作，進(jìn)一步推動(dòng)高硅陽(yáng)極技術(shù)。
Sila Nano為美加州初創(chuàng)公司，由特斯拉前工程師創(chuàng)立，梅賽德斯-奔馳參與投資。
2022年5月，有消息稱，奔馳將從2025年開(kāi)始在其推出的G-Class中采用一種新的高能量密度電池，該電池使用硅基陽(yáng)極，能量密度比目前可用的同類電池高20-40%。據(jù)知情人士透露，該電池由寧德時(shí)代提供，負(fù)極材料來(lái)自Sila Nano。
最新消息是，Sila Nano硅基負(fù)極材料、鈦硅電池將于今年開(kāi)始批量生產(chǎn)，即將上市的梅賽德斯-奔馳EQG G配套電池將首次使用新的電池材料。
固態(tài)電池目前全球范圍內(nèi)研發(fā)不斷加速，中、日、韓以及歐美等國(guó)家及地區(qū)對(duì)于固態(tài)電池已有明確的指標(biāo)、期望，以及國(guó)家級(jí)的規(guī)劃。
今年2月，日產(chǎn)表示將在2025年制造第一批無(wú)液體、成本較低的固態(tài)電池，并計(jì)劃于2028年生產(chǎn)一款由固態(tài)電池驅(qū)動(dòng)的全新電動(dòng)汽車。
豐田目前是世界上擁有全固態(tài)電池專利數(shù)量最多的公司，其計(jì)劃2025年前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)，2030年前全固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)。
中國(guó)相對(duì)特殊，是全世界唯一一個(gè)選擇氧化物與聚合物復(fù)合的混合固液電解質(zhì)路線的國(guó)家，目前主要有衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、浙江鋒鋰、輝能科技能四大頭部固態(tài)電池公司，均已先后進(jìn)入量產(chǎn)階段，及新一輪融資的上市進(jìn)程。
衛(wèi)藍(lán)新能源年于去年11月成功量產(chǎn)了360Wh/kg車規(guī)級(jí)固態(tài)電池產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車一次充電續(xù)航里程達(dá)到1000km。近日，工信部最新的變更擴(kuò)展公告目錄顯示，蔚來(lái)將有三款車開(kāi)始使用半固態(tài)電池，而這三款車電池供應(yīng)商都增加了衛(wèi)藍(lán)新能源。
清陶能源于2018年率先實(shí)現(xiàn)了固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化，并建設(shè)了國(guó)內(nèi)首條固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線，具備多元化的產(chǎn)品體系，包括第一代半固態(tài)電池(液含量在5%-15%之間，能量密度為240-420wh/kg)、第二代準(zhǔn)固態(tài)電池(液含量小于5%，能量密度為400-500wh/kg)、第三代全固態(tài)電池(沒(méi)有任何液體，能量密度在500wh/kg以上)。目前第三代全固態(tài)電池已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)室階段的驗(yàn)證，正在進(jìn)行產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和工藝開(kāi)發(fā)相關(guān)工作。
浙江鋒鋰為贛鋒鋰業(yè)孫公司，主要負(fù)責(zé)固態(tài)電池產(chǎn)品的研發(fā)和市場(chǎng)推廣。5月19日，贛鋒鋰業(yè)投資者調(diào)研記錄表示，公司第一代混合固液電池已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)，能量密度可以做到 260Wh/kg以上，目前設(shè)計(jì)產(chǎn)能為4GWh /年，正在進(jìn)行產(chǎn)能爬坡；二代混合固態(tài)電池以金屬鋰為負(fù)極，能量密度可以達(dá)到400Wh/Kg以上，安全性能完全達(dá)到車規(guī)要求，研發(fā)樣品電池的循環(huán)性能已達(dá)到車企要求。
2022年，贛鋒鋰電固液混合電池已交付東風(fēng)E70電動(dòng)車。另外，搭載贛鋒鋰電三元固液混合電池的純電動(dòng)SUV賽力斯-SERES-5規(guī)劃于2023年上市。
輝能科技2017年開(kāi)始生產(chǎn)固態(tài)電池，目前產(chǎn)品包括硅陽(yáng)極固態(tài)電池、金屬鋰陽(yáng)極固態(tài)電池和基于雙極技術(shù)的固態(tài)電池等。
位于中國(guó)臺(tái)灣桃園的G1工廠年產(chǎn)能達(dá)到40GWh，主要是以消費(fèi)性電子和穿戴式電子產(chǎn)品上使用為主。目前正在建設(shè)的G2工廠，將生產(chǎn)電動(dòng)汽車搭載的固態(tài)動(dòng)力電池。5月13日，據(jù)法媒報(bào)道，輝能科技計(jì)劃投資52億歐元在法國(guó)北部的敦刻爾克新建一座電池超級(jí)工廠。并且，輝能科技已與梅賽德斯-奔馳、蔚來(lái)、天際汽車達(dá)成合作。
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