"Ob es Tesla und BYD sind, die in vollem Gange um die globale Meisterschaft im Bereich der neuen Energien kämpfen, oder „Wei Xiaoli“, der im November gerade die 10,000er-Marke erreicht hat, sie alle sind Fans von Lithiumbatterien. Derzeit nehmen Lithium-Eisenphosphat-Batterien und ternäre Lithiumbatterien den größten Teil des Marktes ein. Allerdings gibt es immer noch Schwachstellen wie die Batterielebensdauer und die Sicherheit von Lithiumbatterien, und ihr Status ist nicht solide. Wenn die Lithiumbatterie Technologie Gelingt es nicht, weitere Durchbrüche zu erzielen, wird die Entwicklung von Elektrofahrzeugen auf einen Engpass stoßen.
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Ob Tesla und BYD, die in vollem Gange um die globale New-Energy-Meisterschaft kämpfen, oder „Wei Xiaoli“, der im November gerade die 10,000er-Marke gestürmt hat, sie alle sind Fans von Lithium-Batterien. Derzeit nehmen Lithium-Eisenphosphat-Batterien und ternäre Lithiumbatterien den überwiegenden Teil des Marktes ein. Es gibt jedoch immer noch Schwachstellen wie die Batterielebensdauer und die Sicherheit von Lithiumbatterien, und ihr Status ist nicht solide. Gelingt es der Lithium-Batterie-Technologie nicht, weitere Durchbrüche zu erzielen, stößt die Entwicklung von Elektrofahrzeugen auf einen Engpass.
Lithium-Ionen-Batterien wurden erstmals 1991 kommerzialisiert. Derzeit sind flüssige Lithium-Ionen-Batterien der am weitesten verbreitete technische Weg auf dem Gebiet der Fahrzeuge mit neuer Energie, aber der technologische Fortschritt war relativ langsam. In den letzten Jahren wurde davon ausgegangen, dass Festkörperbatterien die Position von Lithium-Ionen-Batterien weiter festigen. Im Gegensatz zu den heute gebräuchlichen Lithium-Ionen-Batterien sind Festkörperbatterien Batterien, die Festelektroden und Festelektrolyte verwenden, den Elektrolyten der bisherigen Lithium-Batterien ersetzen und die Energiedichte von Lithium-Batterien stark verbessern.
Strombatterien gelten als das „Herzstück“ von Elektrofahrzeugen. Die bahnbrechende Festkörperbatterietechnologie wurde entwickelt, um Probleme wie Reichweite und Sicherheit zu lösen, die die breite Förderung von Elektrofahrzeugen behindern. Wer diese Technologie zuerst beherrscht, wird in Zukunft konkurrieren. Haben Sie ein größeres Recht, in der Mitte zu sprechen. Um die Transformation der Elektrifizierung zu beschleunigen, haben multinationale Autogiganten wie Nissan, Toyota, BMW und Mercedes-Benz im Bereich der Festkörperbatterien eingesetzt. Die Anzahl der Spieler auf dieser Strecke nimmt weiter zu. Kürzlich wurde berichtet, dass auch Technologieunternehmen wie Xiaomi und Huawei begonnen haben, in das Spiel einzusteigen. Obwohl Festkörperbatterien in der Automobilindustrie nach und nach auf dem Vormarsch sind, weil ihre kommerzielle Massenproduktion kurzfristig nur schwer zu realisieren ist, ist dieser technische Weg noch umstritten.
Der Boom der Festkörperbatterien schlägt ein
Vor kurzem hat die Nissan Motor Company die „Nissan Motor 2030 Vision“ veröffentlicht und plant, in den nächsten 2 Jahren 112.84 Billionen Yen (5 Milliarden Yuan zum Tageskurs) zu investieren, um den Einsatz von Elektroantriebsprodukten und technologischen Innovationen zu beschleunigen. Viel Aufsehen erregte, dass Nissan auch den Zeitplan für die Massenproduktion von Festkörperbatterien bekannt gab und bis zum Geschäftsjahr 2028 Elektromodelle auf den Markt bringen wird, die mit Original-Festkörperbatterien (ASSB) ausgestattet sind. Solid-State-Batterietechnologie wird es Nissan stark voranbringen, sich verschiedenen Marktsegmenten zu stellen und immer leistungsstärkere Elektromodelle auf den Markt zu bringen. Gleichzeitig kann der All-Solid-State-Akku die Ladezeit auf ein Drittel des Originals verkürzen.
Nissan setzt sich weiterhin für die Forschung und Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie ein und führt gleichzeitig eine kobaltfreie Technologie ein, und es wird erwartet, dass die Batteriekosten bis zum Geschäftsjahr 65 um 2028 % gesenkt werden. Dem Plan zufolge bis zum Geschäftsjahr 2028 All-Solid-State-Batterien können die Kosten für Batteriepacks auf 75 US-Dollar pro Kilowattstunde senken. Gleichzeitig sollen durch kontinuierliche Innovation die Kosten für die Realisierung von Elektrofahrzeugen und Kraftstoffen künftig auf 65 US-Dollar pro Kilowattstunde gesenkt werden. Kostenparität des Modells.
Es ist erwähnenswert, dass AESC, ein Batterieunternehmen von Nissan Motor, 2019 von der chinesischen Envision Group übernommen wurde. Derzeit wurde die erste Phase des Yuanjing AESC Wuxi Power Battery Plant in Betrieb genommen. Wie wird das Festkörperbatterie-Projekt von Nissan vorankommen? Der zuständige Verantwortliche von Nissan Motor sagte in einem Interview mit einem Reporter von China Business News, dass Festkörperbatterien gemeinsam von Nissans interner Forschungs- und Entwicklungsabteilung und externen wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen, Partnern und Lieferanten entwickelt werden. Im Geschäftsjahr 2024 soll in Yokohama, Japan, eine Pilotanlage gebaut werden.
Nicht nur Nissan, sondern viele Automobilhersteller haben einen heftigen Angriff auf Festkörperbatterien gestartet. Automobilkonzerne und Batteriehersteller haben sich zusammengetan, um Schwierigkeiten zu überwinden. Toyota kooperiert mit Panasonic, Volkswagen investiert in QuantumScape, ein US-amerikanisches Batterie-Startup, und Ford und BMW investieren in Solid Power. Die Festkörperbatterie von Solid Power kann theoretisch eine bis zu doppelt so hohe Reichweite wie eine Lithiumbatterie haben. BMW plant, vor 2025 mit der Straßenerprobung von Fahrzeugen zu beginnen, die mit Festkörperbatterien ausgestattet sind, und diese vor 2030 auf den Markt zu bringen. Nach der Zusammenarbeit mit Hydro Quebec entwickelt Mercedes-Benz nun auch gemeinsam mit Factorial Energy Festkörperbatterien.
Factorial Energy ist ein Hersteller von Festelektrolytbatterien mit Hauptsitz in Massachusetts, USA. Das seit sechs Jahren bestehende Festkörperbatterie-Startup erweitert seinen Freundeskreis. Nach Hyundai und Kia sind kürzlich Mercedes-Benz und Stellatis, der viertgrößte Automobilkonzern der Welt, seine neuen strategischen Investitionspartner. Nach einer strategischen Zusammenarbeit mit Factorial Energy kündigte Mercedes-Benz an, die Entwicklung der Festkörperbatterietechnologie zu beschleunigen und gemeinsam die lang erwartete Batterietechnologie der nächsten Generation zu entwickeln. Ziel ist es, im Jahr 2022 mit der Erprobung von Batterieprototypen zu beginnen und gleichzeitig eine kleine Anzahl von Elektroprodukten von Mercedes-Benz mit neuen Batterieprodukten auf den Markt zu bringen. Das Auto wird in den nächsten fünf Jahren auf der Straße sein. Carlos Tavares, CEO von Stellantis, glaubt auch, dass die Feststoffbatterien von Factorial Energy die Markteinführung neuer Elektrofahrzeuge beschleunigen werden. Das Unternehmen wird 2026 das erste Elektrofahrzeug mit Festkörperbatterietechnologie auf den Markt bringen und auf kostengünstigere Weise auf Festkörperbatterien umsteigen. Technologie.
Auch heimische Autohersteller und Batteriehersteller beschleunigen den Einsatz von Festkörperbatterien. SAIC und GAC leiteten jeweils die Finanzierung der E+- und E++-Runden des Festkörperbatterieunternehmens Qingtao Development. Vor kurzem erhielt ein weiteres Unternehmen für Festkörperbatterien eine Finanzierung. Tianyan Check zeigt, dass Weilan New Energy eine C-Finanzierungsrunde von rund 500 Millionen Yuan abgeschlossen hat. Zu den Investoren gehören die Xiaomi Group, Huawei Technologies, IDG Capital, Weilai Capital und Yuntai Capital. Die Bewertung dieser Finanzierungsrunde von Lanxin Energy erreicht 50, 100 Millionen Yuan. Unternehmen wie Xiaomi und Huawei reagierten jedoch nicht auf diese Nachricht.
Anfang dieses Jahres hat NIO am NIO Day eine 150-kWh-Solid-State-Batterie veröffentlicht. Der Festkörperakku kann eine ultrahohe Energiedichte von 360Wh/kg erreichen. Die mit diesem Akkupack ausgestattete NIO ET7 Limousine wird eine Akkulaufzeit von mehr als 1,000 Kilometern haben. Das Produkt soll 2022 auf den Markt kommen. Auslieferung im vierten Quartal des Jahres. Die Branche spekuliert, dass der Batterielieferant Weilan New Energy sein könnte. Weilai sagte in einem Interview mit einem Reporter von China Business News, dass es vorerst keine neuen Informationen gibt.
Ningde Times, bestehender Lieferant von Energiebatterien von NIO, entwickelt ebenfalls Festkörperbatterien. In Bezug auf den steigenden Aufschwung der Forschung und Entwicklung von Festkörperbatterien sagte der Vorsitzende der Ningde Times, Zeng Yuqun, in diesem Jahr öffentlich, dass keine der Festkörperbatterien, die innerhalb von 3 bis 5 Jahren in Autos eingebaut werden können, ausschließlich Festkörperbatterien sind. Er erwähnte, dass die Mainstream-Linie von Batterien in der Zukunft nicht unbedingt ternäres Lithium oder Lithium-Eisen-Phosphat ist. Es gibt einige neue Dinge in der Ningde-Ära, aber es ist nicht bequem, mit der Außenwelt zu sprechen. In Bezug auf die Forschungs- und Entwicklungsfortschritte der Ningde-Ära bei Festkörperbatterien sagte der zuständige Verantwortliche des Unternehmens in einem Interview mit CBN, dass es keine neuen Informationen zu veröffentlichen gebe.
Können Festkörperbatterien der neue Marktführer werden?
Obwohl die Industrie sehnsüchtig auf Festkörperbatterien wartet, schränken die derzeit hohen Kosten und die unausgereifte Technologie die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien ein. Nachdem Weilai am NIO Day die Nachricht von Festkörperbatterien veröffentlicht hatte, weckte das einst viele Zweifel.
Wu Hui, General Manager der Forschungsabteilung des Ivy Institute of Economic Research und Dekan des China Battery Industry Research Institute, sagte in einem Interview mit einem Reporter von China Business News, dass Weilais neues Auto nächstes Jahr mit halbfesten Batterien, aber es ist nicht bekannt, ob es realisierbar ist. Kurzfristig sind Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge noch nicht in großem Maßstab serientauglich. Die Kompromisslösung ist eine halbfeste Batterie, die den Elektrolytverbrauch reduziert.
Die Analyse von Wu Hui wies darauf hin, dass die aktuellen Probleme bei der Kommerzialisierung von Festkörperbatterien umfassen: niedrige Ionenleitfähigkeit von Festelektrolytmaterialien; große Grenzflächenimpedanz zwischen Festelektrolyten und Elektroden, schlechte Grenzflächenkompatibilität und die Volumenausdehnung jedes Materials während des Ladens und Entladens. Schrumpfung führt zu einer leichten Trennung der Schnittstelle; Elektrodenmaterialien, die zum Festelektrolyten passen, müssen entworfen und konstruiert werden; die Produktionskosten der Batterie sind zu diesem Zeitpunkt relativ hoch.
Es gibt ein Sprichwort in der Branche, dass die Kosten von All-Solid-State-Batterien mehr als viermal höher sind als die von aktuellen Lithium-Batterien. Wu Hui glaubt, dass es unmöglich ist, die Kosten zu vergleichen, da es keine Massenproduktion gibt, aber die Kosten für diese halbfesten Batterien betragen jetzt mehr als 4 Yuan / Wh, und die Kosten für flüssige Lithium-Batteriezellen betragen etwa 1 bis 0.7 Yuan /WH (in Bezug auf drei Yuan). Die Massenproduktionszeit aller Festkörperbatterien dürfte etwa 0.8 betragen.
Mit dem Ziel, die drei wichtigsten Schwachstellen der Branche in Bezug auf Lebensdauer, Sicherheit und Aufladung von Fahrzeugbatterien mit neuer Energie zu erreichen, entstehen nacheinander verschiedene Batterietechnologien. Um ein größeres Mitspracherecht zu haben, kooperierten einige in- und ausländische Autokonzerne nicht nur in Joint Ventures mit Batterielieferanten, sondern nahmen auch persönlich am Markt teil. Autokonzerne wie Volkswagen und Tesla haben Batterietechnologie selbst entwickelt und Batteriefabriken gebaut.
In einem Interview mit China Business News und anderen Medien sagte der Vorsitzende des GAC, Zeng Qinghong, dass die globale Automobilindustrie bereits einen Kampf um Batterietalente begonnen habe. Die Kerntalente werden ausgegraben. Durch unabhängige Forschung und Entwicklung wurden in den letzten Jahren die Technologien des Unternehmens wie Super-Speed-Batterien und Siliziumschwamm-Negativplatten-Batterien realisiert.
Der GAC AION LX Plus, der letzten Monat auf der Guangzhou Auto Show vorgestellt wurde, ist erstmals mit der exklusiven, selbst entwickelten Schwamm-Silizium-Negativelektroden-Batterietechnologie ausgestattet und der CLTC verfügt über eine umfassende Reichweite von bis zu 1,008 Kilometern. Diese Technologie macht die Silizium-Negativelektrodenfolie im Inneren der Batterie weich und elastisch wie ein Schwamm, sodass die Ausdehnung und Kontraktion des Siliziums beim Laden und Entladen begrenzt und gepuffert wird. Gleichzeitig nimmt es auch Wasser wie ein Schwamm auf, sodass die negative Siliziumelektrode die große Kapazität nutzen und speichern kann. Mehr Energie. Durch diese Technologie ist es möglich, das Volumen der flüssigen Lithium-Ionen-Batteriezelle um 20 % und das Gewicht um 14 % zu reduzieren. Zukünftig werden Volumen und Gewicht weiter reduziert und um mehr als die Hälfte reduziert. Obwohl bei der Batterielebensdauer Durchbrüche erzielt wurden, muss der Markt noch testen, ob die Siliziumschwammzellentechnologie mit negativen Elektroden im Bereich von Elektrofahrzeugen populär gemacht werden kann.
Gegenwärtig wird die Involution von Elektrofahrzeugen und Batterietechnologie immer ernster. Während Autohersteller weiterhin die schwierige Flüssig-Lithium-Batterie-Technologie in Frage stellen, müssen sie in Zukunft auch den Mainstream-Technologieweg in Betracht ziehen. Um zukünftige Verhandlungspositionen zu erhöhen, haben einige Autohersteller diversifizierte Batteriepfade gewählt. Zeng Qinghong sagte, dass die GAC Group in Zukunft die Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellen und Festkörperbatterien beschleunigen wird. In Zukunft wird GAC definitiv Festkörperbatterien entwickeln. Dies erfordert nicht nur die Energiedichte, sondern auch das Problem der Nichterwärmung, und es müssen Leistung, Effizienz und Energie einschließlich ihrer geringeren Größe berücksichtigt werden. Nun, da der Entwurf grundsätzlich im Gange ist, sollte der technische Weg kein Problem sein.
In einem Interview mit einem Reporter von China Business News sagte ein Direktor des Technologiezentrums eines neuen Energiefahrzeugherstellers, dass Festkörperbatterien materielle Durchbrüche erzielen müssen. Derzeit sind in diesem Bereich keine offensichtlichen Fortschritte zu verzeichnen, und es kann zehn Jahre dauern, bis dies erreicht ist. Dem aktuellen Entwicklungstrend nach zu urteilen, eignen sich Wasserstoff-Brennstoffzellen aufgrund ihrer größeren Baugröße eher für den Einsatz im Nutzfahrzeugbereich, während der technische Hauptweg und die Entwicklungsrichtung von New Energy Pkw hauptsächlich auf Lithiumbatterien und Festkörper Batterien sind eher ausgestattet. .
Wasserstoff-Brennstoffzellen und Festkörperbatterien gehören zu unterschiedlichen technischen Routen. Bei der Umwandlung von Lithium-Ionen-Batterien von flüssig in fest kann es viele Variablen geben. Power-Batterien treten auf verschiedenen technischen Routen in die „Frühling und Herbst- und Kriegsstaaten“-Periode ein. Wenn Wasserstoff-Brennstoffzellen zuerst einen großen technologischen Durchbruch erzielen oder andere neue Batterietechnologien auf halbem Weg auf den Markt kommen, werden sie dann eine Bedrohung für die Zukunft der Festkörperbatterien darstellen?
Ouyang Minggao, Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und stellvertretender Vorsitzender der China Electric Vehicles Association of 100, sagte kürzlich, dass Materialien angesammelt werden müssen und die Festkörperbatterien zwischen 2025 und 2030 in groß angelegte kommerzielle Anwendungen eingeführt werden. Er wies darauf hin, dass Lithium-Ionen-Batterien eine lange Lebensdauer haben werden. Die Obergrenze der spezifischen Energie der aktuellen Generation von Lithium-Ionen-Batterien liegt bei etwa 300 Wattstunden pro Kilogramm. Im Jahr 2025 wird die erste Generation einer Festkörperbatterie auf den Markt kommen, deren spezifische Energie in etwa der der bestehenden Lithium-Ionen-Batterie mit flüssigem Elektrolyten entspricht. Nach 2030 wird es eine zweite Generation von Festkörperbatterien geben, die neue positive und negative Materialien verwenden. Die spezifische Energie erhöht sich auf 500 Wattstunden pro Kilogramm. Es wird auch Lithium-Schwefel-Batterien mit hoher spezifischer Energie und Metall-Luft-Batterien geben. Mittlerweile sind Nano-Ionen-Batterien erschienen, aber die Leistung in allen Aspekten kann den Anforderungen von Hochleistungsautos nicht gerecht werden.
„Aus Sicht der nachhaltigen Entwicklung der Batterieindustrie wird geschätzt, dass die bestehenden Lithium-Ionen-Batterien, einschließlich Fest-Flüssig-Hybrid-Lithium-Ionen-Batterien, vor 2030 noch absolut dominierend sein werden. Die Industrialisierung der All- Festkörperbatterien machen fast 1 % des Marktes aus. Der Zeitpunkt könnte etwa 2030 sein. Nach 2035 wird eine neue Generation von Festkörperbatterien, Kalium-, Magnesium-, Natrium-, Lithium-Schwefel- und anderen Batterietypen auf den Markt kommen. Bis 2050 könnten flüssige Lithium-Ionen-Batterien auf etwa 20 % reduziert werden.“ Ouyang Minggao glaubt das.
Ob Tesla und BYD, die in vollem Gange um die globale New-Energy-Meisterschaft kämpfen, oder „Wei Xiaoli“, der im November gerade die 10,000er-Marke gestürmt hat, sie alle sind Fans von Lithium-Batterien. Derzeit nehmen Lithium-Eisenphosphat-Batterien und ternäre Lithiumbatterien den überwiegenden Teil des Marktes ein. Es gibt jedoch immer noch Schwachstellen wie die Batterielebensdauer und die Sicherheit von Lithiumbatterien, und ihr Status ist nicht solide. Gelingt es der Lithium-Batterie-Technologie nicht, weitere Durchbrüche zu erzielen, stößt die Entwicklung von Elektrofahrzeugen auf einen Engpass.
Lithium-Ionen-Batterien wurden erstmals 1991 kommerzialisiert. Derzeit sind flüssige Lithium-Ionen-Batterien der am weitesten verbreitete technische Weg auf dem Gebiet der Fahrzeuge mit neuer Energie, aber der technologische Fortschritt war relativ langsam. In den letzten Jahren wurde davon ausgegangen, dass Festkörperbatterien die Position von Lithium-Ionen-Batterien weiter festigen. Im Gegensatz zu den heute gebräuchlichen Lithium-Ionen-Batterien sind Festkörperbatterien Batterien, die Festelektroden und Festelektrolyte verwenden, den Elektrolyten der bisherigen Lithium-Batterien ersetzen und die Energiedichte von Lithium-Batterien stark verbessern.
Strombatterien gelten als das „Herzstück“ von Elektrofahrzeugen. Die bahnbrechende Festkörperbatterietechnologie wurde entwickelt, um Probleme wie Reichweite und Sicherheit zu lösen, die die breite Förderung von Elektrofahrzeugen behindern. Wer diese Technologie zuerst beherrscht, wird in Zukunft konkurrieren. Haben Sie ein größeres Recht, in der Mitte zu sprechen. Um die Transformation der Elektrifizierung zu beschleunigen, haben multinationale Autogiganten wie Nissan, Toyota, BMW und Mercedes-Benz im Bereich der Festkörperbatterien eingesetzt. Die Anzahl der Spieler auf dieser Strecke nimmt weiter zu. Kürzlich wurde berichtet, dass auch Technologieunternehmen wie Xiaomi und Huawei begonnen haben, in das Spiel einzusteigen. Obwohl Festkörperbatterien in der Automobilindustrie nach und nach auf dem Vormarsch sind, weil ihre kommerzielle Massenproduktion kurzfristig nur schwer zu realisieren ist, ist dieser technische Weg noch umstritten.
Der Boom der Festkörperbatterien schlägt ein
Vor kurzem hat die Nissan Motor Company die „Nissan Motor 2030 Vision“ veröffentlicht und plant, in den nächsten 2 Jahren 112.84 Billionen Yen (5 Milliarden Yuan zum Tageskurs) zu investieren, um den Einsatz von Elektroantriebsprodukten und technologischen Innovationen zu beschleunigen. Viel Aufsehen erregte, dass Nissan auch den Zeitplan für die Massenproduktion von Festkörperbatterien bekannt gab und bis zum Geschäftsjahr 2028 Elektromodelle auf den Markt bringen wird, die mit Original-Festkörperbatterien (ASSB) ausgestattet sind. Solid-State-Batterietechnologie wird es Nissan stark voranbringen, sich verschiedenen Marktsegmenten zu stellen und immer leistungsstärkere Elektromodelle auf den Markt zu bringen. Gleichzeitig kann der All-Solid-State-Akku die Ladezeit auf ein Drittel des Originals verkürzen.
Nissan setzt sich weiterhin für die Forschung und Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie ein und führt gleichzeitig eine kobaltfreie Technologie ein, und es wird erwartet, dass die Batteriekosten bis zum Geschäftsjahr 65 um 2028 % gesenkt werden. Dem Plan zufolge bis zum Geschäftsjahr 2028 All-Solid-State-Batterien können die Kosten für Batteriepacks auf 75 US-Dollar pro Kilowattstunde senken. Gleichzeitig sollen durch kontinuierliche Innovation die Kosten für die Realisierung von Elektrofahrzeugen und Kraftstoffen künftig auf 65 US-Dollar pro Kilowattstunde gesenkt werden. Kostenparität des Modells.
Es ist erwähnenswert, dass AESC, ein Batterieunternehmen von Nissan Motor, 2019 von der chinesischen Envision Group übernommen wurde. Derzeit wurde die erste Phase des Yuanjing AESC Wuxi Power Battery Plant in Betrieb genommen. Wie wird das Festkörperbatterie-Projekt von Nissan vorankommen? Der zuständige Verantwortliche von Nissan Motor sagte in einem Interview mit einem Reporter von China Business News, dass Festkörperbatterien gemeinsam von Nissans interner Forschungs- und Entwicklungsabteilung und externen wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen, Partnern und Lieferanten entwickelt werden. Im Geschäftsjahr 2024 soll in Yokohama, Japan, eine Pilotanlage gebaut werden.
Nicht nur Nissan, sondern viele Automobilhersteller haben einen heftigen Angriff auf Festkörperbatterien gestartet. Automobilkonzerne und Batteriehersteller haben sich zusammengetan, um Schwierigkeiten zu überwinden. Toyota kooperiert mit Panasonic, Volkswagen investiert in QuantumScape, ein US-amerikanisches Batterie-Startup, und Ford und BMW investieren in Solid Power. Die Festkörperbatterie von Solid Power kann theoretisch eine bis zu doppelt so hohe Reichweite wie eine Lithiumbatterie haben. BMW plant, vor 2025 mit der Straßenerprobung von Fahrzeugen zu beginnen, die mit Festkörperbatterien ausgestattet sind, und diese vor 2030 auf den Markt zu bringen. Nach der Zusammenarbeit mit Hydro Quebec entwickelt Mercedes-Benz nun auch gemeinsam mit Factorial Energy Festkörperbatterien.
Factorial Energy ist ein Hersteller von Festelektrolytbatterien mit Hauptsitz in Massachusetts, USA. Das seit sechs Jahren bestehende Festkörperbatterie-Startup erweitert seinen Freundeskreis. Nach Hyundai und Kia sind kürzlich Mercedes-Benz und Stellatis, der viertgrößte Automobilkonzern der Welt, seine neuen strategischen Investitionspartner. Nach einer strategischen Zusammenarbeit mit Factorial Energy kündigte Mercedes-Benz an, die Entwicklung der Festkörperbatterietechnologie zu beschleunigen und gemeinsam die lang erwartete Batterietechnologie der nächsten Generation zu entwickeln. Ziel ist es, im Jahr 2022 mit der Erprobung von Batterieprototypen zu beginnen und gleichzeitig eine kleine Anzahl von Elektroprodukten von Mercedes-Benz mit neuen Batterieprodukten auf den Markt zu bringen. Das Auto wird in den nächsten fünf Jahren auf der Straße sein. Carlos Tavares, CEO von Stellantis, glaubt auch, dass die Feststoffbatterien von Factorial Energy die Markteinführung neuer Elektrofahrzeuge beschleunigen werden. Das Unternehmen wird 2026 das erste Elektrofahrzeug mit Festkörperbatterietechnologie auf den Markt bringen und auf kostengünstigere Weise auf Festkörperbatterien umsteigen. Technologie.
Auch heimische Autohersteller und Batteriehersteller beschleunigen den Einsatz von Festkörperbatterien. SAIC und GAC leiteten jeweils die Finanzierung der E+- und E++-Runden des Festkörperbatterieunternehmens Qingtao Development. Vor kurzem erhielt ein weiteres Unternehmen für Festkörperbatterien eine Finanzierung. Tianyan Check zeigt, dass Weilan New Energy eine C-Finanzierungsrunde von rund 500 Millionen Yuan abgeschlossen hat. Zu den Investoren gehören die Xiaomi Group, Huawei Technologies, IDG Capital, Weilai Capital und Yuntai Capital. Die Bewertung dieser Finanzierungsrunde von Lanxin Energy erreicht 50, 100 Millionen Yuan. Unternehmen wie Xiaomi und Huawei reagierten jedoch nicht auf diese Nachricht.
Anfang dieses Jahres hat NIO am NIO Day eine 150-kWh-Solid-State-Batterie veröffentlicht. Der Festkörperakku kann eine ultrahohe Energiedichte von 360Wh/kg erreichen. Die mit diesem Akkupack ausgestattete NIO ET7 Limousine wird eine Akkulaufzeit von mehr als 1,000 Kilometern haben. Das Produkt soll 2022 auf den Markt kommen. Auslieferung im vierten Quartal des Jahres. Die Branche spekuliert, dass der Batterielieferant Weilan New Energy sein könnte. Weilai sagte in einem Interview mit einem Reporter von China Business News, dass es vorerst keine neuen Informationen gibt.
Ningde Times, bestehender Lieferant von Energiebatterien von NIO, entwickelt ebenfalls Festkörperbatterien. In Bezug auf den steigenden Aufschwung der Forschung und Entwicklung von Festkörperbatterien sagte der Vorsitzende der Ningde Times, Zeng Yuqun, in diesem Jahr öffentlich, dass keine der Festkörperbatterien, die innerhalb von 3 bis 5 Jahren in Autos eingebaut werden können, ausschließlich Festkörperbatterien sind. Er erwähnte, dass die Mainstream-Linie von Batterien in der Zukunft nicht unbedingt ternäres Lithium oder Lithium-Eisen-Phosphat ist. Es gibt einige neue Dinge in der Ningde-Ära, aber es ist nicht bequem, mit der Außenwelt zu sprechen. In Bezug auf die Forschungs- und Entwicklungsfortschritte der Ningde-Ära bei Festkörperbatterien sagte der zuständige Verantwortliche des Unternehmens in einem Interview mit CBN, dass es keine neuen Informationen zu veröffentlichen gebe.
Können Festkörperbatterien der neue Marktführer werden?
Obwohl die Industrie sehnsüchtig auf Festkörperbatterien wartet, schränken die derzeit hohen Kosten und die unausgereifte Technologie die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien ein. Nachdem Weilai am NIO Day die Nachricht von Festkörperbatterien veröffentlicht hatte, weckte das einst viele Zweifel.
Wu Hui, General Manager der Forschungsabteilung des Ivy Institute of Economic Research und Dekan des China Battery Industry Research Institute, sagte in einem Interview mit einem Reporter von China Business News, dass Weilais neues Auto nächstes Jahr mit halbfesten Batterien, aber es ist nicht bekannt, ob es realisierbar ist. Kurzfristig sind Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge noch nicht in großem Maßstab serientauglich. Die Kompromisslösung ist eine halbfeste Batterie, die den Elektrolytverbrauch reduziert.
Die Analyse von Wu Hui wies darauf hin, dass die aktuellen Probleme bei der Kommerzialisierung von Festkörperbatterien umfassen: niedrige Ionenleitfähigkeit von Festelektrolytmaterialien; große Grenzflächenimpedanz zwischen Festelektrolyten und Elektroden, schlechte Grenzflächenkompatibilität und die Volumenausdehnung jedes Materials während des Ladens und Entladens. Schrumpfung führt zu einer leichten Trennung der Schnittstelle; Elektrodenmaterialien, die zum Festelektrolyten passen, müssen entworfen und konstruiert werden; die Produktionskosten der Batterie sind zu diesem Zeitpunkt relativ hoch.
Es gibt ein Sprichwort in der Branche, dass die Kosten von All-Solid-State-Batterien mehr als viermal höher sind als die von aktuellen Lithium-Batterien. Wu Hui glaubt, dass es unmöglich ist, die Kosten zu vergleichen, da es keine Massenproduktion gibt, aber die Kosten für diese halbfesten Batterien betragen jetzt mehr als 4 Yuan / Wh, und die Kosten für flüssige Lithium-Batteriezellen betragen etwa 1 bis 0.7 Yuan /WH (in Bezug auf drei Yuan). Die Massenproduktionszeit aller Festkörperbatterien dürfte etwa 0.8 betragen.
Mit dem Ziel, die drei wichtigsten Schwachstellen der Branche in Bezug auf Lebensdauer, Sicherheit und Aufladung von Fahrzeugbatterien mit neuer Energie zu erreichen, entstehen nacheinander verschiedene Batterietechnologien. Um ein größeres Mitspracherecht zu haben, kooperierten einige in- und ausländische Autokonzerne nicht nur in Joint Ventures mit Batterielieferanten, sondern nahmen auch persönlich am Markt teil. Autokonzerne wie Volkswagen und Tesla haben Batterietechnologie selbst entwickelt und Batteriefabriken gebaut.
In einem Interview mit China Business News und anderen Medien sagte der Vorsitzende des GAC, Zeng Qinghong, dass die globale Automobilindustrie bereits einen Kampf um Batterietalente begonnen habe. Die Kerntalente werden ausgegraben. Durch unabhängige Forschung und Entwicklung wurden in den letzten Jahren die Technologien des Unternehmens wie Super-Speed-Batterien und Siliziumschwamm-Negativplatten-Batterien realisiert.
Der GAC AION LX Plus, der letzten Monat auf der Guangzhou Auto Show vorgestellt wurde, ist erstmals mit der exklusiven, selbst entwickelten Schwamm-Silizium-Negativelektroden-Batterietechnologie ausgestattet und der CLTC verfügt über eine umfassende Reichweite von bis zu 1,008 Kilometern. Diese Technologie macht die Silizium-Negativelektrodenfolie im Inneren der Batterie weich und elastisch wie ein Schwamm, sodass die Ausdehnung und Kontraktion des Siliziums beim Laden und Entladen begrenzt und gepuffert wird. Gleichzeitig nimmt es auch Wasser wie ein Schwamm auf, sodass die negative Siliziumelektrode die große Kapazität nutzen und speichern kann. Mehr Energie. Durch diese Technologie ist es möglich, das Volumen der flüssigen Lithium-Ionen-Batteriezelle um 20 % und das Gewicht um 14 % zu reduzieren. Zukünftig werden Volumen und Gewicht weiter reduziert und um mehr als die Hälfte reduziert. Obwohl bei der Batterielebensdauer Durchbrüche erzielt wurden, muss der Markt noch testen, ob die Siliziumschwammzellentechnologie mit negativen Elektroden im Bereich von Elektrofahrzeugen populär gemacht werden kann.
Gegenwärtig wird die Involution von Elektrofahrzeugen und Batterietechnologie immer ernster. Während Autohersteller weiterhin die schwierige Flüssig-Lithium-Batterie-Technologie in Frage stellen, müssen sie in Zukunft auch den Mainstream-Technologieweg in Betracht ziehen. Um zukünftige Verhandlungspositionen zu erhöhen, haben einige Autohersteller diversifizierte Batteriepfade gewählt. Zeng Qinghong sagte, dass die GAC Group in Zukunft die Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellen und Festkörperbatterien beschleunigen wird. In Zukunft wird GAC definitiv Festkörperbatterien entwickeln. Dies erfordert nicht nur die Energiedichte, sondern auch das Problem der Nichterwärmung, und es müssen Leistung, Effizienz und Energie einschließlich ihrer geringeren Größe berücksichtigt werden. Nun, da der Entwurf grundsätzlich im Gange ist, sollte der technische Weg kein Problem sein.
In einem Interview mit einem Reporter von China Business News sagte ein Direktor des Technologiezentrums eines neuen Energiefahrzeugherstellers, dass Festkörperbatterien materielle Durchbrüche erzielen müssen. Derzeit sind in diesem Bereich keine offensichtlichen Fortschritte zu verzeichnen, und es kann zehn Jahre dauern, bis dies erreicht ist. Dem aktuellen Entwicklungstrend nach zu urteilen, eignen sich Wasserstoff-Brennstoffzellen aufgrund ihrer größeren Baugröße eher für den Einsatz im Nutzfahrzeugbereich, während der technische Hauptweg und die Entwicklungsrichtung von New Energy Pkw hauptsächlich auf Lithiumbatterien und Festkörper Batterien sind eher ausgestattet. .
Wasserstoff-Brennstoffzellen und Festkörperbatterien gehören zu unterschiedlichen technischen Routen. Bei der Umwandlung von Lithium-Ionen-Batterien von flüssig in fest kann es viele Variablen geben. Power-Batterien treten auf verschiedenen technischen Routen in die „Frühling und Herbst- und Kriegsstaaten“-Periode ein. Wenn Wasserstoff-Brennstoffzellen zuerst einen großen technologischen Durchbruch erzielen oder andere neue Batterietechnologien auf halbem Weg auf den Markt kommen, werden sie dann eine Bedrohung für die Zukunft der Festkörperbatterien darstellen?
Ouyang Minggao, Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und stellvertretender Vorsitzender der China Electric Vehicles Association of 100, sagte kürzlich, dass Materialien angesammelt werden müssen und die Festkörperbatterien zwischen 2025 und 2030 in groß angelegte kommerzielle Anwendungen eingeführt werden. Er wies darauf hin, dass Lithium-Ionen-Batterien eine lange Lebensdauer haben werden. Die Obergrenze der spezifischen Energie der aktuellen Generation von Lithium-Ionen-Batterien liegt bei etwa 300 Wattstunden pro Kilogramm. Im Jahr 2025 wird die erste Generation einer Festkörperbatterie auf den Markt kommen, deren spezifische Energie in etwa der der bestehenden Lithium-Ionen-Batterie mit flüssigem Elektrolyten entspricht. Nach 2030 wird es eine zweite Generation von Festkörperbatterien geben, die neue positive und negative Materialien verwenden. Die spezifische Energie erhöht sich auf 500 Wattstunden pro Kilogramm. Es wird auch Lithium-Schwefel-Batterien mit hoher spezifischer Energie und Metall-Luft-Batterien geben. Mittlerweile sind Nano-Ionen-Batterien erschienen, aber die Leistung in allen Aspekten kann den Anforderungen von Hochleistungsautos nicht gerecht werden.
„Aus Sicht der nachhaltigen Entwicklung der Batterieindustrie wird geschätzt, dass die bestehenden Lithium-Ionen-Batterien, einschließlich Fest-Flüssig-Hybrid-Lithium-Ionen-Batterien, vor 2030 noch absolut dominierend sein werden. Die Industrialisierung der All- Festkörperbatterien machen fast 1 % des Marktes aus. Der Zeitpunkt könnte etwa 2030 sein. Nach 2035 wird eine neue Generation von Festkörperbatterien, Kalium-, Magnesium-, Natrium-, Lithium-Schwefel- und anderen Batterietypen auf den Markt kommen. Bis 2050 könnten flüssige Lithium-Ionen-Batterien auf etwa 20 % reduziert werden.“ Ouyang Minggao glaubt das.
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