大眾汽車近日宣布向QuantumScape投資約1億美元,目標(biāo)在2025年前建立固態(tài)電池生產(chǎn)線。QuantumScape目前擁有超過200多項(xiàng)關(guān)于固態(tài)電池的技術(shù)專利。在本輪注資中,大眾將會(huì)派遣一位高管擔(dān)任QuantumScape董事會(huì)成員,該公司計(jì)劃在2025年研發(fā)并擁有可量產(chǎn)的固態(tài)電池。
大眾汽車集團(tuán)研發(fā)負(fù)責(zé)人Axel Heinrich認(rèn)為,固態(tài)電池技術(shù)會(huì)成為電動(dòng)汽車行業(yè)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過增加在QuantumScape的股份和成立合資企業(yè),加強(qiáng)和加深與創(chuàng)新伙伴的戰(zhàn)略合作,確保達(dá)成QuantumScape為大眾提供固態(tài)電池技術(shù)的承諾。
從戰(zhàn)略層面,隨著整車企業(yè)開始選擇電氣化路線,特別是圍繞純電動(dòng)為核心的時(shí)候,就不得不考慮未來的出路。嚴(yán)格來說,固態(tài)電池方面的投入競爭還并不激烈。目前的主要?jiǎng)恿﹄姵靥峁┥?,都在現(xiàn)有的Gen3a,即從NCM523體系或NCM622體系往NCM811的方向去努力,現(xiàn)在確定的動(dòng)力電池訂單是實(shí)實(shí)在在的。
當(dāng)整車企業(yè)花了數(shù)百億美金大力氣去做純電動(dòng)汽車平臺(tái)的時(shí)候,對(duì)電芯供應(yīng)商的成本和產(chǎn)品優(yōu)化提出了更苛刻的要求。
如下圖所示,這一代電池(Gen4)往下一代發(fā)展過程中,整車企業(yè)的角色很重要。對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的開發(fā),整車企業(yè)的角色更多的是提出需求,在整個(gè)產(chǎn)品驗(yàn)證方向上去做技術(shù)和產(chǎn)品管理。而在下一代電池開發(fā)上,特別是有關(guān)核心專利和難點(diǎn)上面,以下的幾個(gè)車企,大概能給我們一些思路:
1. 具備開發(fā)基礎(chǔ)的:如豐田,自身持續(xù)在研發(fā)上投入,再和松下合作固態(tài)電池研究,從不同層面去研究和解決問題,準(zhǔn)備Gen 4a電芯的小規(guī)模量產(chǎn)。本田和日產(chǎn)的思路也差不多。
2. 投資合作的:以大眾和寶馬為例,通過美國科技初創(chuàng)公司來做。
寶馬宣布將投資2億歐元在慕尼黑建立電芯研發(fā)中心,開始涉及電芯級(jí)別的技術(shù)驗(yàn)證和開發(fā),這個(gè)研發(fā)中心會(huì)有200名工程師,將在2019年春開幕。研發(fā)中心會(huì)對(duì)電芯不同的化學(xué)成分進(jìn)行研究,驗(yàn)證在極端氣候環(huán)境下這些電芯性能表現(xiàn),慢充以及快充的區(qū)別、電池的尺寸以及體積等等。之前寶馬把大量的測試放在第三方TUV實(shí)驗(yàn)室,而這次基本把電芯方面的差異拿回到公司內(nèi)。
寶馬還有和Solid Power在固態(tài)電池方面的前端合作。Solid Power是科羅拉多州的一家初創(chuàng)公司,成立于2012年,除了科羅拉多大學(xué)博爾德分校及國防高級(jí)研究計(jì)劃局的資助外,還獲得過美國空軍,美國國家科學(xué)基金會(huì)和美國導(dǎo)彈防御局的資金支持。 針對(duì)傳統(tǒng)全固態(tài)電池中固體電解質(zhì)和LiCoO2之間界面電阻高,接觸不良的缺陷,Solid Power公司的科學(xué)家們使用ALD(原子層沉積技術(shù))來解決這個(gè)問題。 Solid Power的電池材料采用100%的無機(jī)材料,無易燃和易揮發(fā)成分,具有優(yōu)異的保質(zhì)期和高溫穩(wěn)定性。放在整個(gè)電池系統(tǒng)中看,由于消除了一些與鋰離子系統(tǒng)相關(guān)的安全特征的潛在消費(fèi),使得成本大大降低。 Solid Power目前擁有一座占地7000平方英尺的先進(jìn)生產(chǎn)基地,具備新材料合成、小批量中試材料和電池生產(chǎn),以及原型設(shè)備組裝和表征能力。
整車企業(yè)目前投資固態(tài)電池技術(shù),并不是真正認(rèn)為固態(tài)電池已經(jīng)具備現(xiàn)實(shí)的裝車特性,相對(duì)于鋰電池各個(gè)方面的綜合特性,還有很多是新技術(shù)滿足不了的。但是作為技術(shù)演進(jìn)階段,投入到這個(gè)領(lǐng)域獲取有限的產(chǎn)出也能帶來可能的知識(shí)產(chǎn)權(quán)收益。這方面的產(chǎn)出,并不會(huì)單純以專利和論文的形式體現(xiàn),更多的還是公司的內(nèi)部積累,特別是整車企業(yè)對(duì)于下一代電芯的理解形式,這可能是這些投資的真正價(jià)值所在。