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【凤凰网汽车 固态电池要起飞了?】“全固态电池,日本应该超前我们5年”,12月2日,欧阳明高院士在接受媒体采访时表示。固态电池似乎已经成为车业最炙手可热的话题之一。在国外,有印度研究机构号称,2022年推出固态可充电铝电池,即成为世界上第一款商用铝离子固态电池。届时电池续航至少能提高3倍,车用续航轻松超过1200公里。在国内,有两大消费电子巨头——即将造车的小米和想要造车的华为,联手进军固态电池领域。

随着新能源汽车渗透率的不断提升,动力电池市场正快速向TWh时代迈进。而规模的扩大,也让技术迭代被提上了日程。有观点认为,电动车的竞争最终将成为电池的竞争。

同时我们发现,对于固态电池,海外车企展现出了空前的积极性。

固态电池是下一个风口吗?还是资本市场的新故事素材?能否成为欧美日车企和电池厂超车的机会?

海外企业押宝固态电池成风

12月1日,Stellantis集团宣布战略投资美国固态电池技术公司Factorial Energy。双方还签署了联合开发协议,以推进Factorial的高压牵引固态电池技术。目标是在2026年引入首个具有竞争力的固态电池技术。

此外,投资这家固态电池公司的不只有Stellantis集团,还有梅赛德斯-奔驰和现代汽车集团。

奔驰不但投资了数千万美元,还将任命一名代表进入该公司的董事会。目标是在2022年开始测试电池原型产品,并在未来 5 年内将该技术引入批量生产。

现代和起亚也在一个月前联合宣布,同Factorial Energy签署了包括战略投资合作在内的联合开发协议。包括单元、模组、系统各层面在内,达到电动汽车整车集成,并共同开发固态电池的规范化生产。

11月29日,日产汽车宣布到2028财年推出搭载全固态电池(ASSB)的电动车型,届时电池组的成本将降至每千瓦时75美元。未来,成本会进一步降低至每千瓦时65美元,以实现电动车型和燃油车型的成本平价。日产汽车表示,全固态电池(ASSB)能够将充电时间缩短至原来的三分之一。

10月份,韩国电池制造商SK Innovation向福特汽车支持的固态电池开发商Solid Power公司投资3000万美元,联合生产车规级固态电池。SK的电池研究负责人在不久前表示,计划比竞争对手提前两年或更早交付固态电池,而这一时间点预计在2025年之前。

6月,LG新能源亚洲营销总经理朴镇庸公开表示,LG新能源正在着手开发新一代电池,包括拥有更优秀安全性能的聚合物和硫化物的全固态电池,争取2026年实现量产,将有望应用于电动汽车和飞机领域。9月,LG能源表示,已开发出可在室温下充电的固态电池,能够在25℃下充电500次以上。

5月,三星SDI宣布将在2025年之前完成大型全固态电池单元和原型全固态电池单元的开发,并于2027年开始量产。

宝马则宣布和福特及其他合作伙伴扩大与美国固态电池企业Solid Power的现有联合开发协议,投资1.3亿美元用于固态电池技术研发。

4月,宝马集团宣布,与德国政府合作开发的新一代电芯项目取得进展。宝马计划从明年开始,将100安时固态电芯用于固态电池车规级标准的测试及整车的集成,于2025年前推出应用固态电池的原型车,并在2030年前将技术应用于量产车。

同月,大众汽车宣布对固态电池企业QuantumScape追加1亿美元的投资。

作为固态电池领域拥有专利最多的车企,丰田的固态电池已经开始在原型车上进行测试。丰田计划到2030年,预计投入1.5万亿日元用于开发动力电池及其电池供应链。

此外,丰田还与松下成立了固态电池合资公司,计划在2025年量产搭载固态电池的电动汽车。

得不到的永远在骚动

前面提到的这些海外企业,all in固态电池的态度非常坚决。但是这就像L4级自动驾驶一样,很多车企都说自己已经实现了,可事实呢?反正没落地,你怎么说都行。

对于如何优雅的蹭热点,车企都是个中好手。就连元宇宙这种虚头八脑的东西都可以蹭,固态电池有什么不能蹭呢。

有时候,科研人员在研发一项新技术的时候,关心的不是这项技术到底能不能应用,而是之前有没有人用过,没人用过就能发论文。

企业也是一样,这项技术还没人用,我就可以拿来包装,没准就可以拉高股价。

比如QuantumScape,在去年11月上市后,一个月内股价便飙升了300%,第二月又上涨了80%,最高时达到了132.73美元/股。

没有故事的企业才更需要故事,PPT造车这件事有不是只有在新势力身上才会出现。

作为“电动一哥”的特斯拉,自然比其他车企更明白动力电池的重要性,但马斯克似乎对固态电池就不是特别感冒,虽然他也并没有否定过。

不过,如果真如一些媒体报道的那样,QuantumScape的固态电池能够颠覆特斯拉,你认为马斯克会不知道这件事么?那为何他还在琢磨4680?

我想,大概率是因为时间的问题。

主流观点认为,半固态电池或许能够在2025年左右实现大规模量产,而全固态电池完全实现商业化至少还要10年的时间,可能这也是马斯克对于固态电池一直持保守态度的原因。或许在他看来,10年的时间会发生很多变化,还是专注于当下比较好。

国轩高科工研总院常务副院长徐兴无此前曾说过,锂金属负极全固态电池还有很长的路要走,投入应用估计是十年以后的事情。他认为,一方面,全固态的电解质目前解决起来还有非常大的困难;另一方面,锂在循环过程中即使没有锂枝晶,也要面对粉化的问题、循环寿命的问题。

另外,固态电池到底是不是终极路线,到现在也没人能百分百确定。

固态电池的优势就不用太多说了,简单概括就是,由于液态锂离子电池存在电解液氧化、电极膨胀、高温失控等安全隐患,只能牺牲能量密度来换取稳定性。而固态电池因为采用了固态电解质,所以更轻、更薄、更密、更稳,既能提升续航里程,也更加安全。

不过,全固态电池的劣势也很明显,比如固态电解质导锂能力差,锂离子导电率低,内阻高导致内部传输效率低。还有就是循环寿命的问题,即便QuantumScape完成了800次的循环测试,但是与1500次的三元锂和2000次的磷酸铁锂相比,还是有很大的差距的。

总之,固态电池现阶段还有很多技术瓶颈没有突破,能量密度、功率密度、循环寿命、安全、成本,这5个要素少了哪一个,在最终实现商业化的时候都会受到非常大的挑战。尤其是成本问题,是最难翻越的大山,因为固态电池的成本是肉眼可见的,不是靠规模化就可以降下去的。

汽车分析师、北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔向凤凰网汽车表示:“固态电池的技术指标要比传统的锂离子电池好很多,但是这个指标主要是实验室里面的指标,实际量产过程中还有很多问题没有解决。固态电池属于革命性的突破,所以其不确定性也更高。”

有分析指出,蔚来的半固态电池可以看作是全固态电池代替液体电池的过渡方案,更适合当下的市场。国外的企业选择直接研发全固态电池,有些是在自我炒作,有些是想放手一搏。

日本电池系统开发企业ENAX社长三枝雅贵此前就曾表示:“从成本方面来说,电池已成为中国的天下。日企希望借助技术实力,在全固态电池领域挽回局面。”

中国在固态电池上落后了?

与前面提到的那些海外企业相比,国内的企业在固态电池方面的探索的确没有那么激进,但要说落后也不太准确。

比如,中科大在几个月前发现了一种全新的氯化物固态电解质——氯化锆锂,突破了固态电池的成本瓶颈,可变形性好,比一般的固态电解质耐湿,还可以让成本降低 94%。

11月,半固态电池供应商卫蓝新能源将\获得来自小米集团、华为等机构约5亿元的战略投资,其估值达到50亿元。

10月份,辉能科技完成了3.26亿美元的新一轮融资。按照规划,他们要在2021年达到1GWh的半固态锂离子电池产能,到2024年实现全固态电池量产。

9月,清陶发展的QT-360高能量密度产品在国家机动车产品质量监督检验中心(上海)完成国家强检认证测试。该产品电池单体实测放电容量(1/3C)超过116Ah,能量密度为368Wh/kg。

7月,赣锋锂电与东风公司技术中心正式签约,并签订固态电池E70车型示范推广协议。2022年初,赣锋锂电固态电池或将率先搭载在东风E70车型上,并完成车辆交付和示范推广。不过,目前赣锋锂电的第一代和第二代固态电池均为固液混合电池技术,也就是半固态电池。

4月14日,蜂巢能源与中国科学院宁波材料技术、工程研究所共建的固态电池技术研究中心在无锡揭牌。按照计划,蜂巢能源将于2025年在量产车上应用示范能量密度达350-500Wh/kg的固态电池。

同月,鸿海董事长刘扬伟表示,富士康将在2024年推出固态电池。

今年年初,宁德时代公开了两种与固态电池相关的专利。

可以看出,与海外企业直接瞄准全固态电池不同,国内的卫蓝新能源、清陶发展、国轩高科、赣锋锂电等,其实都选择了半固态电池的路线,虽然他们也有全固态电池的生产线,但已量产的全固态电池主要应用在消费电子、特种电源等领域。已下线的用在新能源汽车上的半固态电池,目前处在验证测试阶段。

虽然宁德时代在5月份的时候表示,目前已经可以做出固态电池的样品,但是距离实现商业化还有很远的路要走,预计到2030年才会面向市场推出。所以,他们选择了钠离子电池作为过渡。

第一代钠离子电池电芯单体能量密度已经达到160Wh/kg,不但低温性能更佳,且系统集成效率更高。

另一方面,我国的锂离子动力电池技术与国外先进水平还存在一定差距。

中国科学院物理研究所研究员黄友元认为差距主要表现在三个方面:一是国内的锂离子动力电池单项指标可能与国外接近甚至更高,但总体指标偏低,特别是在电池寿命上面;二是在产品的可靠性、一致性上存在较大差距;三是产业规模总体很大,但存在单家公司规模较小、过于分散的问题。

或许是因为有这方面的原因,所以国内的动力电池企业或者车企在技术创新的时候会更加谨慎,相比海外企业步子迈得小一些。

写在最后:不可否认,目前美、德、日在全固态电池领域拥有一定的技术前瞻优势,如果国内的动力电池企业和车企不加以重视,很难说会不会在10年后甚至5年后失去目前的主动权。而且目前的液态锂离子电池,也很难完成2025年400Wh/kg和2030年500Wh/kg的能量密度目标。

当然,也有观点认为,海外企业直接研发全固态电池风险很大。

比如,已默默研发固态电池长达数年之久的Fisker,在今年年初表示放弃研发全固态电池,前面90%的努力都打水漂了。

无独有偶,锂电池企业麻省固能(SES)也放弃了全固态电池技术研发,而是选择固液混合的半固态电池路线。

固态电池的走热有技术层面的必然性,但行业对固态电池的热切期盼,也与资本力量在背后的推波助澜不无关系。

企查查提供的信息显示,2020年国内动力电池赛道披露的融资金额为627.38亿元,2021年(截止至11月底)这一数据增长138.66%至1497.33亿元。

资本市场的热情高涨,为动力电池领域提早进入军备竞赛阶段添了一把火。说的更直白点,其实就是内卷造成的。

但核心技术的迭代需遵循客观规律,不可一蹴而就,毕竟动力电池在一致性、安全性、稳定性等方面都有非常高的要求。企业不可一味的喊口号,更不可在传播时去误导我们的消费者。

血管里的“垃圾”分类 赶快学起来!

一项最新研究显示:中国有1/3的成年人存在颈动脉粥样硬化斑块,且正向年轻化的趋势发展。颈动脉超声检查逐渐进入日常体检选项之中。随着人们对斑块的重视程度越来越高,各种关于斑块的误解也接踵而至。不少人将斑块简单粗暴地理解为:软的不好,硬的好。然而,事实真是如此吗?

我是专门帮您检查血管有没有“垃圾”,并进行分类的超声医生。咱们今天就看看血管里的“垃圾”如何正确分类。

这样的斑块才是“不定时炸弹”

其实大家谈论的软斑、硬斑,实际上是在说斑块的稳定性。稳定性是判定斑块危险等级的重要指标,而软、硬只是评价标准之一。我们还要根据斑块的结构特征(形态、大小、位置及内部回声等),以及患者自身是否存在心脑血管病危险因素及控制状态来综合分析。判断斑块的稳定性,我们可以:

首先,看形态 表面光滑、外形规则的斑块一般不容易破裂;而外表不光滑,形状不规则的斑块,容易在血流的冲击下破裂。就像河岸边形态不规则的石头,容易造成“惊涛拍岸,卷起千堆雪”的效果。

举例来说,表层纤维帽厚薄不均的斑块,在遭遇血压起伏时,很容易破裂,破裂后斑块内粥样物质释出,容易形成血栓,血栓脱落造成脑动脉主干的栓塞,有可能引起大面积脑梗死。

其次,看构成 钙化斑块较硬,常理来说应该较为稳定,但经我们临床实践发现,钙化发生的部分和范围不同,斑块的稳定性也是不一样的。

如果是斑块内部的点状钙化,那么这是胆固醇坏死结晶,反而是个不稳定因素;如果钙化出现在斑块表面,则引起斑块的形态不规则,也容易破裂。破裂后,细小斑块被冲到颅内血管,形成脑梗死,这种梗死比血栓造成的脑缺血更难通过溶栓等治疗手段清除。

掌握五个术语 秒懂血管“垃圾”分类

那么我们怎么来发现斑块的形态和构成呢?这就是超声所擅长的了,通过超声检查斑块内部回声特征来评估斑块易损性(稳定性),可以进行专业的血管 “垃圾”分类。

通常超声检查对斑块内部回声由低到高分为以下类型:

低回声 主要成分为脂质(胆固醇)、陈旧性出血、炎性细胞等。对于检查出此类斑块的患者,特别是血脂异常者建议降脂治疗。陈旧性出血者重点是控制血压的稳定性。

低至无回声 通常为斑块内新鲜出血。此类患者多数与饮酒、情绪激动、血压升高或不稳定导致斑块内新生血管的破裂或表面纤维帽的断裂有关。

等回声 主要成分为纤维组织增生。此类斑块相对稳定。

强回声 主要成分为钙化。

混合回声 上述各种类型的斑块特征可出现在同一患者、同一或不同斑块内。

因此,不能检查出是软斑块后心情紧张、思想负担重,也绝不能发现是硬斑块后就高枕无忧,疏于防范。

类别分好了是不是就一劳永逸呢?实际上动脉损伤无时不刻在发生,而血压高、抽烟、部分化学物质、糖尿病、免疫炎症损伤(如血管炎等结缔组织病)等是加重动脉损伤的因素。在这些危险因素的作用下斑块的稳定性又会发生转变,这就说明了分类并非一成不变,当然斑块形成以及它稳定性转变这个过程不是一蹴而就,而是日积月累形成的。

大多数的斑块会逐渐变大,但在我们临床观察中发现,有些斑块,在其形成早期、以脂质成分为主的时候,通过积极控制危险因素,斑块是可以瘦身甚至消失的!这就有点类似垃圾分类中的可回收垃圾。

不可回收垃圾 也有消纳小妙招

那么面对众多不可回收的垃圾怎么办呢?在临床中我们遇到很多患者希望通过用“除垢剂”、用铲子铲、用管子吸出来等方式,把血管里的斑块清除掉。这怕是对斑块有什么误解。斑块不是血栓,咱们的血管也不是钢管,斑块是日积月累一点点长在血管壁上的,没那么容易去掉。那么我们怎么办呢?

最基本的措施是,改变不健康的生活方式:

饮食拒绝重口味 高油、高盐、高糖,荤多于素,都会导致盐、油、糖摄入过多,过多的盐分会使血管扩张,从而使血压升高;多余的脂质不仅会沉积在血管壁上堵塞血管,还会增加血液黏稠度;糖会间接堵塞血管。所以,要想消除血管中的斑块,首先是不让血管堵塞继续发展,做到清淡饮食。

戒烟 烟中含有尼古丁、一氧化碳、氧自由基、多环芳香烃及丁二烯等种有害物质,到达血管后,会干扰血液中的脂肪代谢,破坏血管弹性,损害血管内皮,堵塞血管的流通。

戒掉懒散 坚持运动 长期不运动,血管里面的“垃圾”就没有办法排出;而血管疾病患者只要坚持运动,能明显改善血管功能。

不要生气 不少心脑血管疾病都与情绪波动过大有关。想要血管健康,平和的心态必不可少。这是因为当人生气时,机体会释放一些炎性物质,这些炎性物质可以刺激血管,生长出动脉粥样硬化斑块,或使已有斑块破裂、狭窄,并进一步发展。因此,为了血管健康,真的别再生气了。

斑块的形成和发展是个复杂的过程,所以面对斑块,我们只要在坚持健康生活的基础上,了解并控制自己的“三高”(降脂稳压调糖),同时按医生的指导用药预防心血管事件即可。

有了垃圾不可怕,就怕不识垃圾真面目,让我们用超声的火眼金睛来助您降妖除魔。


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