大眾汽車近日宣布向QuantumScape投資約1億美元,目標在2025年前建立固態電池生產線。QuantumScape目前擁有超過200多項關于固態電池的技術專利。在本輪注資中,大眾將會派遣一位高管擔任QuantumScape董事會成員,該公司計劃在2025年研發并擁有可量產的固態電池。
大眾汽車集團研發負責人Axel Heinrich認為,固態電池技術會成為電動汽車行業的一個轉折點。通過增加在QuantumScape的股份和成立合資企業,加強和加深與創新伙伴的戰略合作,確保達成QuantumScape為大眾提供固態電池技術的承諾。
從戰略層面,隨著整車企業開始選擇電氣化路線,特別是圍繞純電動為核心的時候,就不得不考慮未來的出路。嚴格來說,固態電池方面的投入競爭還并不激烈。目前的主要動力電池提供商,都在現有的Gen3a,即從NCM523體系或NCM622體系往NCM811的方向去努力,現在確定的動力電池訂單是實實在在的。
當整車企業花了數百億美金大力氣去做純電動汽車平臺的時候,對電芯供應商的成本和產品優化提出了更苛刻的要求。
如下圖所示,這一代電池(Gen4)往下一代發展過程中,整車企業的角色很重要。對現有產品的開發,整車企業的角色更多的是提出需求,在整個產品驗證方向上去做技術和產品管理。而在下一代電池開發上,特別是有關核心專利和難點上面,以下的幾個車企,大概能給我們一些思路:
1. 具備開發基礎的:如豐田,自身持續在研發上投入,再和松下合作固態電池研究,從不同層面去研究和解決問題,準備Gen 4a電芯的小規模量產。本田和日產的思路也差不多。
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中心,開始涉及電芯級別的技術驗證和開發,這個研發中心會有200名工程師,將在2019年春開幕。研發中心會對電芯不同的化學成分進行研究,驗證在極端氣候環境下這些電芯性能表現,慢充以及快充的區別、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實驗室,而這次基本把電芯方面的差異拿回到公司內。
寶馬還有和Solid Power在固態電池方面的前端合作。Solid Power是科羅拉多州的一家初創公司,成立于2012年,除了科羅拉多大學博爾德分校及國防高級研究計劃局的資助外,還獲得過美國空軍,美國國家科學基金會和美國導彈防御局的資金支持。 針對傳統全固態電池中固體電解質和LiCoO2之間界面電阻高,接觸不良的缺陷,Solid Power公司的科學家們使用ALD(原子層沉積技術)來解決這個問題。 Solid Power的電池材料采用100%的無機材料,無易燃和易揮發成分,具有優異的保質期和高溫穩定性。放在整個電池系統中看,由于消除了一些與鋰離子系統相關的安全特征的潛在消費,使得成本大大降低。 Solid Power目前擁有一座占地7000平方英尺的先進生產基地,具備新材料合成、小批量中試材料和電池生產,以及原型設備組裝和表征能力。
整車企業目前投資固態電池技術,并不是真正認為固態電池已經具備現實的裝車特性,相對于鋰電池各個方面的綜合特性,還有很多是新技術滿足不了的。但是作為技術演進階段,投入到這個領域獲取有限的產出也能帶來可能的知識產權收益。這方面的產出,并不會單純以專利和論文的形式體現,更多的還是公司的內部積累,特別是整車企業對于下一代電芯的理解形式,這可能是這些投資的真正價值所在。