【固态电池之争:丰田专利数排第一,中企没有进前十】
#固态电池专利数中企没进前十#
日前,日经新闻援引从事专利调查和分析的调查机构Patent Result的数据显示,日本企业在全固态电池的专利数上处于领先地位。专利数前五的企业分别为丰田、松下控股(HD)、出光兴产、三星电子、村田制作所,除了三星电子,其余4家均为日本企业。其中,丰田专利数居第一,专利数达1331件,是第二名的三倍。

值得注意的是,全固态电池专利数前十名中,日本企业6家、韩国企业4家,没有一家中国企业上榜。

作为锂电池的升级版,固态电池在能量密度、充电速率、安全性、循环寿命以及电芯热管理上都优于液态锂电池,被看作是下一代电池技术。电动新能源汽车市场迟到的日系车企加速布局固态电池,国内厂商又该如何应对?

锂电池的“升级版”,日韩专利数占优

电池充放电本质上,是锂离子通过电解质在正极和负极中迁移的过程。由于液态电解液在低温环境下黏度变大,充放电容量出现下降,导致续航里程缩水。其不稳定的特性也埋下电池自燃的隐患。

而固态电解液不仅规避上述问题,还提升了电池的能量密度、循环寿命以及充电速率,降低对电芯热管理的需求。以宁德时代此前发布的第三代CTP电池模组“麒麟电池”为例,其空间利用率达到72%,能量密度可达255Wh/kg,续航里程达到1000公里,而固态电池能力密度能实现300Wh/kg,甚至达到500Wh/kg。

固态电池中的“固态”指的就是电解质的形态。按照电解液的占比,可分为半固态电池(电解液含量低于10%)、固态电池(电解液含量低于5%)以及全固态电池(不含有任何液态电解质)。

固态电解质又分为三条技术路线,聚合物电解质、氧化物电解质、硫化物电解质,三者离子电导率呈递增关系。离子电导率高,意味着电阻更低,锂离子迁移数更快,更易实现快速充电,但三者的开发难度也是递进关系。

中南大学先进电池材料教育研究中心教授张永柱介绍称,聚合物电解质成本可控,兼容现阶段的工艺水平,但室温电导率相对较低。氧化物电解质具备良好的化学和热稳定性,机械强度高(避免内部应力导致电池性能下降),但通常表现出较高的晶界阻抗,对锂金属浸润性较差。而硫化物电解质的优势是晶界阻抗低,易于冷压成型,但部分材料成本较高,同时存在和氧化物正极材料的副反应。

张永柱认为,理论上硫化物最适用于电动汽车领域,但开发难度最大。

欧洲和中国倾向选择开发难度相对较低、更易实现商业化的聚合物电解质以及氧化物电解质,而日韩开局就选择“地狱难度”——硫化物电解质。

Patent Result统计显示,2000年截至2022年3月底公开的专利数,丰田专利数达到1331件、松下控股445件、出光兴产272件,三家厂商均为日本企业。

资料显示,丰田1990年便着手固态电池的研究,从电池自身的结构到材料、制造工序,丰田拥有广泛领域的专利。2020年,丰田成为全球售价推出全固态电池试制车的整车厂。光兴产专利主要集中在金属类材料等方面。

与此同时,三星电子和LG化学则在加速追赶日本厂商。日经新闻报道称,在2016年以后,三星电子和LG化学等厂商大幅增加专利数,其专利数增长速度超过2倍。韩国企业大量拥有延长电池寿命等关系到实用阶段性能的专利。

商用化进程难,国内厂商折中

除了电解质的选择,各国在是否直接挑战全固态电池上也存在差异,其中日系厂商押宝全固态电池,中国厂商更多瞄准半固态电池市场。

按照丰田的规划,未来9年,丰田将投资8万亿日元用于新能源汽车(纯电、混动、氢能源)的研发。在2025年前,丰田要实现全固态电池小规模量产,首先搭载在混动车型上;到2030年前,丰田的全固态电池要实现持续、稳定生产。

今年4月,本田表示“未来10年,我们将投入约8万亿日元研发经费,并在电动化和软件领域共计投入约5万亿日元,加快电动化进程”,并称全固态电池是未来电池技术路线之一,计划投资430亿日元,用于建设全固态示范生产线,该产线预计2024年春季动工。

同年4月,日产固态电池开发负责人Kazuhiro Doi在全固态电池技术说明会表示,固态电池能量密度是目前液态锂离子电池的两倍,日产将克服导致全固态电池商业化难以实现的关键因素,计划在未来6年内,推出重量更轻、体积更小、能量密度更高的固态电池。

早在去年11月29日,日产就在“日产汽车2030愿景”上表示,公司计划在2024年在横滨建设固态电池试点工厂,将电池充电时间减少到三分之一,在2028年推出搭载全固态电池的电动车型。

可以看出,日系“三巨头”押宝全固态电池领域,但硫化物电解质工艺复杂、稳定性差,短期内降低制造成本难度较大。

有业内人士认为,目前,全固态电池的优势并未被完全验证,其产业前景可能类似氢燃料电池,在特定场景中应用,大规模取代液态动力电池可能性很小。

中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高同样认为,固态电池真正投入大规模商业应用大概的时间是在2025~2030年之间。

在全固态技术未成熟之前,国内厂商选择折中方案,推行半固态电池。日前,赣锋锂业在互动平台表示,公司第一代固态电池在东风E70上实测续航超过400公里。

今年5月,国轩高科在安徽合肥举行第十一届科技大会上发布一款360Wh/kg三元半固态电池,预计年内实现量产。国轩高科表示,除了360Wh/kg能量密度的半固态电池,400Wh/kg能量密度电池目前在公司实验室已有原型样品。

宁德时代方面告诉观察者网,公司关于固态电池领域的相关布局暂时无法透露。

今年3月电池百人会上,欧阳明高对国内固态电池市场就有过预估,以产业化为衡量标准,2025年能量密度达到350Wh/kg,固液混合电解质的半固态电池出现;2030年能量密度达到400Wh/kg,液态电解质更少的准固态电池量产,真正的全固态产品预计不超过1%;2035年能量密度目标是500Wh/kg,全固态电池实现产业化。

在固态电池领域,日韩凭借先发优势,在专利储备优于国内厂商。市场驱动下,国内厂商下半场能否实现赶超? https://t.cn/RI7nYAL

真的累到瘫,自己一个人要考虑整个实验,前期准备工作辣么多。幸好师兄师姐都很好呜呜呜
为什么别人的工位那么多东西,我就那么丁点?我也要长居实验室!
呜呜呜没有暑假了,但是想想大家都没有我就开心了哈哈哈哈哈
真的累到憔悴,眼睛都无神了
回去我就拿了他的小钱钱!还有今天终于有好消息了!记录一下。
每次洗完脸都觉得自己好嫩
万事开头难,中间难,后面更难。没关系,向前冲就对了,我肯定可以的啊[冲刺][冲刺][冲刺]

超云如何释放“正循环”效应
“在国际环境纷繁复杂,产业链、供应链不稳定的环境下,超云在2021年实现了125%的增长。”在2022超云生态伙伴大会上,超云总裁房玉震分享了这样的数据。

这是超云硬核能力的体现,也是其技术、产品、服务获得客户认可的有力证据。长居一线的超云在与行业用户互动中灵活反应,不断加速场景创新,深度挖掘“定制化”价值,以其高度的灵活性和敏捷性在市场竞争中展示出差异化优势。而在房玉震分享的超云2022年的战略布局规划中,可以看出超云面向未来的聚焦点:
01

通过x86整机、信创整机、云系统、云服务四大产品集群,丰富面向数据中心的产品和解决方案;

02

强化研发设计,专业定制,融合集成,深度服务四大长板能力,为客户打造强壮的云数算智系统;

03

联合生态上下游伙伴,强化联合方案,锻造生态链接能力。

不断强化企业长板,超云深度赋能、专业定制的优势不断累加,离客户最近,就能快速决策、灵活反应并高效服务,最终呈现出正向循环效应。

多芯、多元、多智产品理念

数字世界打破了时空限制,延伸了产业链条的同时畅通了国内国际双循环。从国家政策和战略来看,东数西算、双碳战略、信创产业将给数字信息产业带来深刻影响。

在超云服务器事业部总经理田锋看来,芯片发展和产业格局双加速的背景下,需要更快速、更接近客户、更具创新精神来服务客户,帮助客户解决高性能、低能耗的难题,超云依托创新研发能力和生态联合能力,探索出三项对应解决方法。

一、提性能

多芯异构、绿色超算、数据中心的首要要求始终是高性能,超云两项绿色节能技术——共享节能与综合业务负载调优技术,经过一级负载调优、二级业务调优、三级数字调优,可实现综合节能5%左右。

二、提能效

创新低碳液冷,超低PUE保障,超云创新性液冷解决方案,历经2年实践,通过生态伙伴产学研方式,已进入封测阶段,即将投入市场。

三、提效率

整合化交付,采用超云微模块再结合整机柜交付的方式,最高总节约80%建设时间,帮助行业客户提升能效。

在具体实践中,超云通过细分行业场景,落地了面向数据中心领域的系列组合方案:

1.包括x86服务器、信创整机、存储在内的基础架构产品。

在x86领域,目前超云已经针对不同应用场景推出30余款产品;同时,超云完全自主研发的信创产品,核心部件达到80%国产化率,涵盖了飞腾服务器,海光服务器,龙芯服务器及鲲鹏整机等。

基于不同芯片级生态伙伴,超云基础架构产品又根据业务场景分为新一代超算、云计算设施、人工智能三大类,值得一提的是,在元宇宙新赛道上,针对元宇宙业务场景超云最新推出的SuperMeta产品系列,通过更全面、更系统、更智能的产品布局和多种算力基础设施的协同,来解决多样性的数据处理问题,为各种元宇宙计算场景提供有针对性的算力。

如同超云服务器事业部副总经理孙福义所说,元宇宙的本质是对现实世界的虚拟化、数字化的过程,这其中,算力是支撑元宇宙的算力底座。

2.以软件定义为核心的新一代超异构云计算平台。

随着智能化应用业务的层出不穷,客户的数据中心呈现出异构算力、异构存力并存的局面,必然会出现异构算力存力不协调导致效率低下、软硬件匹配不高导致阻碍性能发挥浪费资源,以及管理运维复杂等问题。

这也是超云超异云平台的核心价值:异构并存,加速提效,节能降本、深度融合,涵盖超融合、统一存储、分布式存储及异构云系统,面向私有云及混合云等应用场景。

事实上,超异云也是在扎根用户场景中迭代而来。据超云系统事业部副总经理李锐介绍,超云在2010年成立伊始就投入到系统软件层面的自主研发,从软件定义集中存储系统,到软件定义分布式存储系统,再到自研基于主流开放平台的云操作系统;2017年推出双存储引擎的私有云,2020年推出首款双控存储架构超融合,2021年有了超异云的前身:多芯异构云边协同的解决方案和产品。2022年正式发布超异云(超异构云计算融合架构)相关的产品战略。

云系统事业部副总经理 李锐
3.云服务以超云三个算力中心为依托,提供从IDC、咨询、租赁、运维及算力等服务和产品。

紧跟“东数西算”国家战略,超云提前布局建设了超云宁夏算力中心,聚焦数据中心领域,以x86、信创等产品为本,结合云计算服务等方式进一步的丰富业务形态、增厚产品价值,将技术融入客户场景,超云将软硬件能力通过产品方案来体现,真正让客户的数据中心变得更简单,实现轻松上云、高效用云、智能管云的目标。

定制化、差异化优势叠加

面对快速变化的市场,超云围绕行业应用场景保证快速响应,需要有定制优化的硬件设计、研发和制造能力,以及系统平台及应用创新的软件开发能力做支撑。

智能技术在真正进入千行百业生产系统的过程中,不同行业客户的需求不是统一、标准化的,“定制化”也是行业内这几年出现的高频词。离客户最近就越懂客户业务场景,在田锋看来,定制化也代表着一个企业的文化体系,代表对客户需求的响应速度,解决问题的速度和团队的投入感,超云“定制化”的独特之处在于快速决策反应能力和研发创新能力。

具体来说,在深挖场景的过程中,超云能够针对客户应用场景的痛点,围绕客户需求从设计到研发再到后期测试整个流程实现定制化,通过流程保障定制化方案的针对性,实现深度开发,整体推进效率更高。

现在,超云研发团队秉持开放的技术态度,通过三大研发实验室,支持客户联合技术验证,通过实践找到问题,优化业务。

基于定制化的业务快速拉起了公司从前到后的系列力量,除了前期的设计研发,超云真正的实现7×24小时响应客户需求,定制化不再是项目的事儿,不是几个人或者一个部门的事儿,而是公司的标签,是团队协作的准则和信仰。

在与生态伙伴联合的道路上,超云与Intel、AMD、E企研究院、客户建立创新应用实验室,为用户提供各类硬件适配和软件调优,解决客户需求。

过去的一年,是超云加快布局信创领域的一年,无论是研发投入还是产品丰富性都有大的提升,在超云信创事业部总经理付迪看来,超云具备为客户打造多芯、多平台底层硬件的开发能力,国产系统的基础软件服务能力,目前已在全国多地成立了适配中心,坚持贴近用户体验,提供信创整体替代一站式咨询及解决方案,打造超云独特的一体化信创云基础产品服务,助力信创全生态发展。
结束语

经历十年发展,超云已打造出自身的核心优势:多芯产品结构、专业产品定制化、差异化方案能力、信创替代产品线、快速决策、高效服务,这些优势不断叠加,不断释放潜能。

基于这些优势,超云目前已经构筑了“2+10+N”的营销网络矩阵(两大业务平台、十大行业、N家合作伙伴),产品与服务随着产业需求不断升级,形成从研发设计、融合集成、专业定制、深度服务的核心能力,同时聚合上下游生态伙伴,既有链接生态能力又有融入生态能力,能够为客户交付高度定制、灵活和敏捷的软硬一体化方案,不断打破行业壁垒,让客户多角度、多层次、多粒度挖掘数据价值,沉淀行业数据资产,促进传统行业业务创新。


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