固态电池何时能量产_固态动力电池量产提前

原题:加快固体动力电池的批量生产

辉能于2021年宣布批量生产第一代固体动力电池

固体电池的批量生产时间比我们预期的要早: 2021年，固体车用动力电池批量生产2024年，全固体车用动力电池也将批量生产。

12月16日，在第10届世界新能源汽车大会动力电池论坛上，台湾固体电池制造商辉能科技事业所总监郑博伦先生，辉能比大多数固体电池制造商都要早批量生产动力电池，2021年(非全固体)达到1wh的生产能力，2023年试制全固体电池，2024年批量生产全固体电池

他说，比丰田公布的日程提前了4年左右。

12月7日，在2019 (第6届)电车人大会上，另一家固体电池厂商北京卫青新能源副社长向晋也宣布，2021年该公司的半固体车用动力电池上市。

这一进展明显快于行业预期。 此前，中国科学院院士欧阳明高预测，全固体电池将于2025年至2030年后商业化。 中国动力电池革新联盟副秘书长王子冬预测，全固体电池将于2030年商业化。

辉光的固体动力电池性能如何？为什么他们有信心量产？ 商业竞争力如何？

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六项绩效指标:

安全性高，核的能量密度提高

郑博伦介绍了辉能目前产品的六大性能。

郑博伦

性能1 :高安全性

固体电池在行业中最期待的是安全性。 目前，辉能固体电池在国家级汽车质量检测中心的测试报告显示，辉能NMC811电池不仅热失控温度优于LG化学的NMC622和松下NCA，最高温度上升也不如后者高。

辉能NMC811达到226℃时才热失控，此后两者在190℃和200℃时热失控。 最高温度上升，辉能NMC811达到340℃后降温，没有起火燃烧，之后两者的温度上升到640℃，之后起火燃烧。

辉光电池的安全性表现

他们还通过了过充电、外部短路、加热和热板测试，但未发生爆炸、起火、燃烧现象，现已取消国标穿刺，他们也通过了。

性能2 :大于能量潜力

在能量密度方面，郑博伦在氧化物、硫化物的电解质密度的问题上看起来比液体劣势，但通过采用更高的正、负极材料，可以使其芯的能量密度与通常的锂电池没有太大差别。 例如，辉能2020年的软包芯密度为255wh/kg，与宁德时代的245wh/kg、松下的21700的257wh/kg基本相同。

但在模块和电池组的水平上，辉光产品的能量密度超过传统液体电池，其2020年模块和系统的能量密度分别达到222wh/kg和179wh/kg。

郑博伦说，这是辉能自主开发的MAB框架。 MAB是Multi-Axis BiPolar+，辉光是基于其固体电池独立开发的多轴双极封装技术。 此体系结构设计为在模块级别提供87%的重量组效率和80%的电池组重量组效率。

在能量密度方面，辉光有望大大提高第二代固体电池，主要是采用能量密度更高的正负极材料，例如纳米硅或锂金属负极的高压NMC和NCA的正极材料。 到了2021年，核心能量密度将突破传统液体电池密度平台，不断提高。 核的体积能量密度在2025年达到960Wh/L，系统的体积能量密度达到672 Wh/L，比传统液体电池组约高一倍(下图)。

性能3 :

PACK成本显示核心产能达到20GWh后的优势

固体电池在商业化过程中，初期必然遇到规模不足的问题。 另外，导入新材料的话成本也会上升，固体电池的总成本也会上升。

郑博伦说，如果不用新材料的话， 现有的正负正正正正正正正正正负正负正正负正负正负正负正负正负正负正负正负正负正负正负正负 负、负、正、负、负、正、负、负、正、负、正、负、正、正、负、正、正、正、正、负、正、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、负、正、正、负、正、负、正、正、正、负、正、正、负、正、正、正、正、

他们估计，当核心生产能力达到20GWh时，核心成本是液体的1.1倍，电池组成本达到液体电池组的98%。

注1 :材料为NMC811+石墨(能量密度相同)

注2 :成本比例式:固体/液状

资料来源:郑博伦演讲

将丰田2022年、特斯拉2018年和辉光2020年的核心能量密度水平与最终组装的电池组能量密度进行比较，尽管特斯拉的核心密度高达742Wh/L，但最终的全球电池能量密度达到384Wh/L

性能4 :

急速充放电能力突出

郑博伦表示，亮度强的固体电池迅速超过液体电池，充电倍率为18650、21700，因此在不同的充电模式下与SONY同等或优于SONY。 温度上升也被很好地控制着。

在快速放电中，辉光电池5C的放电能力与SONY的18650水平相同，温度上升大幅度地低于18650。

性能5 :

长寿

郑博伦表示，辉能电池在1800个循环后可以保持80%以上的剩馀电量。

性能6 :

操作温度宽

关于充电工作温度范围，辉光的电池为-20℃-85℃，比一般的锂聚合物电池的0-45℃高的放电工作温度范围最低为-40℃，最高为115。

郑博伦表示，在这6个指标中，竞争对手对安全、成本、快速充电、寿命和环境耐受性几乎没有测试数据，但亮度不仅仅是测试数据，表现也很好。

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达到批量生产的目标

在实验室制造固体电池很简单，大量生产还有很长的路要走。

郑博伦认为，固体电池的批量生产必须经过三个阶段。

首先，在4~6年的实验室/样品线阶段，必须实现单一的性能突破。

其次，在5至8年产品商业化阶段，必须实现上述6个指标。

再次在2~3年的试验线阶段，包括施工能力、全线成品率、产品的一贯性和寿命保证(电压转移率)，必须实现四个量产指标。 辉能目前已达到的水平，工程能力有2907个质量控制点，全线成品率为92%，产品完整性已达到(1C500周期后，平均带电率为91.9% )，电压位移率控制在0.04。

最终，他定义了最低GWh级的生产规模、成熟的产业链，高度自动化，全线成品率和供给稳定。

在量产的道路上，电解质的技术路线是一大影响因素。 据郑博伦介绍，到2017年为止，行业以固体聚合物和硫化物为主，2018年以后以氧化物和硫化物为主。

氧化物电解质一般需要通过高温烧结来保持导电性，但不利于大量生产。 辉能的解决办法是用压接方式代替高温烧结氧化物，大量生产成本和工艺。

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试图占领26%的全球市场

随着电动汽车行业的需求，电池行业要求更高的能源密度、更高的安全性。 因为固体电池是世界公认的技术方向之一，所以很多企业都在这个布局中。

日本丰田、松下、韩国三星和LG化学、中国宁德时代、卫青新能源、清陶、前线锂、欧洲STMicroelectrionics、美国Solid Power、QuantumScape、SolidEnergy、Ionic Material等多种产品 着名企业，如博世、Sakti3等公司的固体电池生产计划，已经放弃或落后。

但是辉能在2017年-2018年试制了第一代固体动力电池，2020年实现了第一代固体动力电池1wh的生产能力。

辉能规划雄心勃勃的全球生产能力，2023年，他们在亚洲建工厂，生产能力达到9GWh，全球市场占有率预计达到3%，2024年进入美国和欧洲，2025年达到54GWh，市占有率达到10%； 2030年388GWh，市占有率26% (下图)。

固体电池量产后，搭载固体电池的电动汽车也会量产。 郑博伦提供的数据显示，2022年，中国和日本分别批量生产配备固体电池的车型。

目前，国内新车势力积极与辉能合作，空、爱驰、威马、蔚来等出现了与辉能协商或提供合作记录的新闻，正在探索固体电池车的商用化。 然而，目前还没有准确的信息。

如果能顺利批量生产出辉能的固体电池的话，确实可以超越业界的期待，性能也很好。 但是，这些信息基本上是单方面地介绍亮度能力的，比较参数的一部分也不是竞争品的最新参数。 我们将对辉能固体电池的进展和表现保持跟踪和报道。 (完成)