纪要|固态电池技术产业化专家电话会议纪要

日期:20201224
嘉宾:中科院资深固态电池专家

事件:1月9日发布蔚来 ET7 ,最吸引产业关注的主要是半固态电池和激光雷达,周末讨论最多的主要是半固态电池这一块,按照蔚来的公布2022年新能源汽车续航达到1000公里,这无疑于算是颠覆产业了。这里我再次发下20201224日一场关于固态电池的专家电话会纪要,以供大家更好的理解固态电池;同时,奉上东吴电新团队整理的一份关于固态电池信息整理 供大家参考!

纪要重点:
固态电池优点主要体现在安全性和能量密度提升上,使用锂金属负极显著提升能量密度,可将现有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。而固态电池可抑制锂枝晶的生长,使锂金属负极运用成为可能,同时降低非活性物质,可以省去冷却系统,也能够提升能量密度。全固态电池不含电解液,安全性较高。
固态电池缺点是固固界面容易接触不良,固态电池生产成本比较高,产业化尚远。
固态电池主要技术路线分为三类,聚合物材料生产工艺接近现有设备,氧化物导电率高于聚合物,但固固接触不良,硫化物离子导电率最高,是全固态电池未来最可能的技术路线,但离子产品成本/价格非常高、空气稳定性较差。
产业化进度方面,中日韩欧美共53家企业布局研发固态电池,其中9家专注硫化物固态电池。中国氧化物固态电池技术全球领先,龙头台湾辉能、江苏清陶、北京卫蓝、赣锋锂业已有产品商用;美国初创公司中Solid Power预计固态电池上市2021年,装车时间2026年,QuantumScape主打1000Wh/L以上、380-500Wh/kg的高能量密度;日本举全国之力,联合丰田、松下等公司和高校发展硫化物固态电池,预计2025、2030硫化物全固态电池在日本动力电池市场的渗透率分别达50%、95%以上;韩国三星已经开发出60摄氏度下1000多循环的硫化物全固态电池。
固态电池会完全取代电解液和隔膜,但正负极活性材料还是保持原有材料体系,到全固态技术下可能电池制备工艺会有大的改进,但对充换电不会有大影响。当前固态电池在安全性、能量密度、工作温度范围、倍率性能、循环寿命等各类指标全方位优于当前液态电池,定位也是全方位取代锂离子电池,只待成本降低。

一、对现有产业的影响
①对锂电池几大材料影响
固态电池会完全取代电解液和隔膜,但正负极活性材料不需要做大的更改,活性材料还是保持原有材料体系,比如开发的高能量密度全固态或固液混合电芯的正极材料还是高镍三元等,负极材料仍然是石墨或硅碳等。固态电池很大的优势就是提升能量密度,这直接和正负极材料相关,如果单纯把电解液和隔膜换成固态电池,固态电池能量密度会下降,为了保持能量密度上升需要把石墨负极换成硅氧甚至锂金属。锂金属的安全性和循环寿命是很大问题,尤其是安全性会造成短路,因此硅氧和硅碳是固态电池体系比较好的过渡阶段。从现有技术趋势看性能最好的QuantumScape和三星都是无锂负极技术,这也是很好的技术手段。

②对现有电池技术、充电站/桩、新能源汽车的影响
现在的固液混合电池如北京卫蓝、江苏清陶等还是使用大量的锂离子电池现有工艺,仍保有电解液,其电池制备工艺不变,意味着这种固液混合电芯生产线和生产设备都可以从现有锂离子生产线生产商去买。但全固态电池制造工艺完全不同,目前仍无企业已经做出直接产业化的全固态电池路线,因此现有的固液混合情况下生产线可以兼容,只有到全固态技术下可能电池制备工艺会有大的改进。至于充电仍然取决于正负极材料本身的倍率性能,因此不用做大的改动。现在的很多新能源汽车是支持换电的,可以单纯将电池包换成固态电池的电池包,包括政策导向支持换电,总体来看并不影响新能源汽车其他部件的运作,只需要换电池即可。

③与铅酸和锂电的区别、替代问题
在储能领域目前铅酸电池仍然是占据主要市场份额。锂离子电池都不能挤占铅酸电池市场,目前锂电主打高端市场,铅酸主打低能量密度市场,可能和铅酸电池竞争的主要是钠离子电池,钠离子电池也主打低成本,国内第一梯队的中科海钠口号就是铅酸价格和锂电性能,其目标定位是用钠离子取代铅酸并且和锂离子互补。固态电池的成本和价格远高于锂离子电池,因此不会去和铅酸电池竞争,只会和锂离子电池竞争。
当前固态电池在安全性、能量密度、工作温度范围、倍率性能、循环寿命等各类指标全方位优于当前液态电池,定位也是全方位取代锂离子电池。一开始用于军工、航空航天等,后续发展至新能源汽车领域,不局限于极寒领域替代锂离子电池。随着技术成熟会在各大主流市场取代锂离子电池。

二、固态电池产业链
目前会有不少公司生产固态电解质相关材料,主要是面向科研院所,至多是公斤级的制备,像硫化物领域我国有宁波锋锂硫化物固态电极材料销售。伊诺凯和凯亚达是在经销硫化物材料,氧化物现在是科晶在经销锂镧锆氧以及磷酸钛铝锂的材料,聚合物包括青岛能源所崔光磊老师团队,氧化物的郭向欣老师团队有在做公斤级制备和销售。现在其制备和销售并没有太多。正负极材料可以直接向现有的正负极材料生产商采购并做简单处理后用于固态电池中,比如杉杉、当升、格林美、巴斯夫、住友、优美科,负极有贝特瑞、璞泰来、国轩高科、日立化成等,固态电池材料很多企业自己在做并有所购买,自己做的程度比较大。另外电芯等组件和现有锂离子电池兼容可以外购。#股票##价值投资日志[超话]#

【今晚8点,小鹏汽车IPO解读直播】
 
半年卖出不到5000辆,细分市场位列第五,但却得到特斯拉和阿里巴巴的支持。小鹏汽车作为造车新势力即将赴美上市,你看好吗?
 
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直播时间:今晚8点开始
直播链接:https://t.cn/A64zwMFR

【为何另辟蹊径 集成商转关键设备提供商? ——访罗伯泰克自动化科技(苏州)有限公司董事总经理 唐树哲】

30年前,这家欧洲血统的企业心怀长远,以工匠之心脚踏实地,追求恒久的稳步增长;20年前,创始人洞察先机,成功预判行业趋势,另辟蹊径成为物流自动化的逆行者;5年前,他来到中国,取得令人惊艳的井喷式发展。

“他未曾预料会如此成功,”当谈及公司创始人Mr. Volgger如何评价中国区当前取得的业绩时,罗伯泰克自动化科技(苏州)有限公司(下文简称:罗伯泰克)董事总经理唐树哲说,“公司认为中国市场的成功乃情理之中,但我们今天取得的成绩仍在意料之外。”

在中国落地生根的第一个5年,罗伯泰克(中国)交出了一份惊艳的答卷,凭借丰富的项目与技术经验积累,截至2019年公司年复合增长率均超40%,实现2,500台的销售成绩,唐树哲表示,依托广袤且充满活力的中国智能物流市场,罗伯泰克用5年时间走完了奥地利本部30年的路。

01 不同寻常的转型路径

兼收并蓄 厚积薄发

“那时候,罗伯泰克的集成商身份如假包换”。1988年创立之初,罗伯泰克主要面向光纤光缆行业提供内部制造的物流系统解决方案,尽管欧洲市场强者林立,但罗伯泰克依然杀出重围,发展成全球光纤光缆行业最大的自动化厂商。“我们是欧洲典型的小而美企业,但始终专注智能物流行业,一心探究自动化物流技术”,唐树哲侃侃而谈。

当然,罗伯泰克的影响力不止于此,例如令业内瞩目的施华洛世奇的自动化物流系统项目也是其骄傲。经过各行业的项目搭建,罗伯泰克不仅积累了丰厚的生产企业高度自动化解决方案能力,还研发了相应的核心设备。

洞察先机 成功转型

2000年后,整个市场的供需变化促使罗伯泰克迫切进行转型。在与大型集成商的合作过程中,罗伯泰克创始人Mr. Volgger发现,公司具有非常专业的物流自动化设备能力,因此萌生了以生产设备作为核心竞争力的想法,决定将公司从物流集成商转变为以堆垛机为主的设备提供商,并衍生了多层穿梭车、输送机等关联产品。

不同于一般的设备商向集成商转型,罗伯泰克找到了一条适合自己的发展路径,唐树哲说:“另辟蹊径,从集成商往设备商倒着转,也相当成功!罗伯泰克就像汽车引擎制造商,与扮演主机厂角色的系统集成商形成紧密的供应链协作关系,助力其开发、设计、制造并提供关键设备。”他解释称,对于集成商而言,罗伯泰克的加入是对其关键设备的补充与提升,彼此间联合开发、技术共享、需求定制,帮助集成商进一步提升项目获取能力。

02 本土化策略旗开得胜

在中国,本土集成商苦于国内核心的专业技术能力薄弱,虽有新想法和年轻的技术规划工程师团队,但仍缺乏关键设备的制造能力。进驻中国后,罗伯泰克与中国本土集成商展开合作,顺势而为,为其提供成熟的核心设备技术,填补了这方面的空白。

成功预判市场趋势

此前,罗伯泰克认为随着中国人口红利逐步消失,土地成本日趋上升,以及中国大量头部制造型企业和流通企业的规模逐渐扩大,促使其迫切需要提升自身的生产制造水平,因此,引进自动化和智能化技术成为必然。当时中国物流自动化应用主要集中在烟草、电力、医药等非市场化行业,而市场化行业的头部企业为了抢占市场,亦会选择引入自动化、智能化技术与设备。

但大部分客户不愿承担投资过高的原装进口设备,也不信任当时中国的设备生产技术、产品质量及其可靠性。由此契机,罗伯泰克成功将奥地利的技术引入中国,并完成本土化生产制造,如此一来,极大降低投资造价又保证了产品品质,在满足客户需求的情况下进一步提升了性价比。

施行完全本土化

完全本土化是罗伯泰克在中国的经营策略,为了更好地了解中国市场的需求、文化和特性,以及如何才能更接地气,于是,罗伯泰克在中国组建了专家团队。据唐树哲介绍,该团队核心成员均为堆垛机领域的顶尖技术专家,且相关领导层均已在自动化仓储行业深耕30年。
正因为这些专家团队承袭了奥地利罗伯泰克成熟的自动化物流设备技术,罗伯泰克才能将欧洲的先进技术转化成能够在中国本土生产制造的工艺。唐树哲表示,由于中国与欧美的工艺标准和供应链体系存在差异,并非有图纸就能成功复制,只有经验深厚的技术及生产制造专家,才能理解其标准的工艺模式以及供应链上的异同,进而完成图纸和供应链的转化。

03 系列产品各有千秋

罗伯泰克在中国落地投产后第一款,也是其目前市场上立体仓库用量最普遍的明星产品——黑豹系列标准托盘堆垛机。截至目前,该款机型已迭代至第三代新型产品。唐树哲介绍称,其第三代黑豹机型的技术,秉承了原有高度可靠性的同时,在长期连续运行的基础上,提供了最大程度的高吞吐能力。对比同类机型,罗伯泰克第三代黑豹机型运行速度高达240米/二次方秒,加速度最高达1米/二次方秒,唐树哲表示,这些专业技术比市面上现有的国产标准堆垛机技术高出30%左右。

不同于黑豹机型兼具速度与可靠性,罗伯泰克的猎豹机型更追求高吞吐量、高加速度,适用于高要求的小件仓库或高吞吐量缓存仓库;而公牛系列机型则更注重载重能力,罗伯泰克在中国曾设计制造过重达12吨的特种堆垛机。在公司系列产品中,除猎豹机型外,其他机型的国产化率都超过90%,而且每款机型都可适应多种仓储环境,包括低温仓储。

唐树哲认为,堆垛机技术起源于起重机,因此起重能力是检测堆垛机技术的重要指标之一。其中,框架结构强度、起重技术结构方式,以及牵引、缠绕、侧翻、倾翻等细节,综合决定了堆垛机的荷载重量。他表示,目前中国国内的堆垛机集成商基本无法超过2吨,而罗伯泰克研制的2~2.5吨以上的堆垛机其实是一种特种设备,亦是罗伯泰克的强项之一。

04 积淀深厚 集中爆发

不少人认为,罗伯泰克在中国的发展是“平地起高楼”,殊不知其也是一步一个台阶走出来的。唐树哲表示,罗伯泰克崛起的背后是奥地利总部30年专业沉淀,以及中国资深团队专家二三十年的技术积累,同时赶上了中国物流自动化市场井喷态势。他分析表示,原来堆垛机的制造主要集中在集成商,而经销商和机械加工商并不具备真正的集堆垛机设计、研发、制造等一体的成套制造能力,也不具备电气、软件,以及控制系统的设计研发能力。因此,罗伯泰克能够以一个专业设备商的角色进入大众视野,更是“时势造英雄”。

产品与服务并重

从全球业务到聚焦亚太及中国,尔后再次从中国走向世界,罗伯泰克(中国)的产品不仅出口泰国、印尼、越南等东南亚国家,甚至出口到新加坡、新西兰、瑞典、日本等发达国家。其中拿下日本客户的订单是其国际市场的骄傲之一。众所周知,由于日本产业组织结构普遍存在系列化生产和固定交易方式,以及日本政府通过实行产业保护政策,导致日本进口市场具有封闭性;其次,日本本身具备强大的立体仓库自动化物流技术实力,因此非本土企业进入日本困难重重。

以日本某一机械制造企业为例,唐树哲认为,客户选择罗伯泰克,不仅因为产品高质,其更看重罗伯泰克完善的服务体系。他回忆道,当时该客户踌躇不决,除了本土供应商,他不知道选择谁,也无法接受直接引进欧洲设备;正好发现一家欧美企业在中国生产堆垛机,优异的服务和产品令客户非常满意,最终选择了罗伯泰克。

规模运作 专注制造

随着市场规模的递增,罗伯泰克堆垛机业务以规模化运作的优势自然显现,唐树哲分析表示,由于原来的物流自动化产业规模较小,无法形成产业链分工,阻碍了物流自动化设备进行规模化的步伐。
另一方面,由于资源缺乏,导致相关企业无法承担自动化产品线的大额投入,“部分企业无法像专业厂商一样投入大量资源,专注设备制造,”唐树哲说,“而罗伯泰克就是专注做这个事情”。

未来,罗伯泰克将继续秉承工匠理念,踏实打磨产品,持续树立自身的竞争特色,与集成商形成共赢的供应链体系。


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