SES麻省固能发布单体容量最大锂金属电池,离商业化量产还有多远?

  • 发表于: 2021/11/05 11:50:33 来源:车云网

2025年量产上车

当前,全球汽车行业正面临百年一遇的转型转型,从燃油车到新能源汽车,而这场转型中的一个关键要素就是动力电池。

从铅酸电池到镍铬电池、碱性电池、镍氢电池,再到锂离子电池,在过去150多年的时间里,电池的能量密度大约每30年会翻一倍,有点类似于集成电路领域的摩尔定律。如今又到了30年变革周期的节点,业界都对下一代电池技术翘首以盼。

麻省固能(SES)认为,未来最终会走向锂金属电池。11月4日,其在首届SES Battery World活动上发布了ApolloTM锂金属电池,容量高达107 Ah,是目前全球单体容量最大的锂金属电池,也是世界上首次公开展示的超过100 Ah的单体锂金属电池。

什么是锂金属电池?

目前市面上电动汽车搭载的动力电池普遍为锂离子电池,它主要由正极、负极、电解液、隔膜等部分组成。

锂离子电池的负极为石墨或硅,正极材料是含镍的三元材料或磷酸铁锂,根据正极材料的不同,锂离子电池又可具体分为三元锂电池和磷酸铁锂电池。

在续航里程还是广大电动车主一大用车痛点的今天,提升动力电池的能量密度仍然是业界的追求。而锂金属电池则被认为是大幅提升能量密度的重要选择,在元素周期表中,锂是自然界中最轻的金属,对于电动车的动力电池来说,锂金属也是最理想的材料,

传统的纯固态锂金属电池在负极中用锂金属替代了石墨和硅,其容量为3860 mAh/g,约为石墨的10倍,从而可以达到更高的能量密度,但问题在于固态聚合物等材料在制造和工艺非常有难度。

其实,从上世界80年代开始,锂金属电池行业的发展也经历了四个阶段。

最早期的液态电解液容易发生燃烧,非常危险;90年代中期固态电解质开始盛行,虽然安全性高,但电池性能、能量密度和可制造性差;2014年左右,一种新型的高浓度锂盐电解液出现,可安全、稳定得用于锂金属电池;2019年左右,锂金属电池行业开始采用人工智能软件监测电池安全。

在锂金属电池技术在发展过程中,最根本的问题是电池在每次充电时会形成锂枝晶,从而穿透隔膜,导致电池短路,甚至引起爆炸。

而麻省固能做的既不是传统的锂离子电池,也不是传统的纯固态锂金属电池,而是混合锂金属电池,通过混合氧化物固态电解质加高浓度电解液,它可以将锂金属的高能量密度和锂离子的高可制造性能结合在一起,发挥各自的优势。

与当前锂离子电池260wh/kg左右的能量密度相比,SES混合锂金属电池(4Ah)在重量更轻的情况下,能提升43%能量密度;在循环寿命上,SES的3/4层250mAh电池已经能够在循环800次时实现80%容量保持率,而25+层的4.2Ah电池可以在循环550次时具有90%容量保持率;在快充方面,SES混合锂金属(25+层,4.2Ah)能够在12分钟内实现电量从10%到90%的快充。

据官方数据,麻省固能本次推出的Apollo™电池容量高达107 Ah,重量仅0.982 Kg,能量密度为417 Wh/kg、935 Wh/L,在室温下进行10小时、3小时和1小时放电测试,Apollo™电池均展现出极高的容量和能量密度。

麻省固能又是谁?

能够推出全球单体容量最大锂金属电池,麻省固能又是何方神圣?

麻省固能(SES)的前身为SolidEnergy Systems,其创始人胡启朝本科毕业于麻省理工学院物理学专业,2012年获得哈弗大学应用物理学博士学位,同年创立SES,之后一直在做前沿的锂金属电池研发。

麻省固能将自己定位为一家综合性的锂金属电池制造商,业务涉及到材料、电芯、模组、基于人工智能学习的电池安全算法和电池回收再利用等方面,其总部设在新加坡,并在波士顿、上海和首尔开展业务。

在资本市场上,麻省固能颇受欢迎,先后经历了多轮融资,其中不仅有通用、现代、上汽这样的主机厂,还有天齐锂业这样的锂电池产业链龙头企业。

2013年,麻省固能获得新加坡淡马锡旗下祥峰投资和上海乾洋的A轮投资;2015年,获得上汽集团、通用汽车和美国应用材料公司的B轮投资;2017年和2018年,分别完成了淡马锡、天齐锂业的C轮融资和韩国SK的C+轮融资;今年3月完成D轮融资,由通用汽车领投,祥峰投资、上汽、韩国SK、淡马锡、应用创投、天齐锂业跟投;一个月后,又得到了现代汽车的D+轮融资。

今年7月,麻省固能宣布与艾芬豪资本收购公司达成最终合并协议。交易完成后,合并的公司将在纽约证券交易所上市,新股票代码为“SES”。

麻省固能方面预计,此次交易将在今年12月份完成。届时将会融资约4.9亿美元,再加上自有的现金流,当交易结束时,麻省固能将持有6.8亿美元的现金,足以支持接下来的商业化计划。

目前,麻省固能正与通用汽车和现代汽车合作,计划明年推出车用级锂金属电池A样品,并在2025年正式开启锂金属电池的商业化量产。值得一提的是,麻省固能是目前全球唯一一家与主流汽车制造商签订锂金属电池A样品联合开发协议的公司。

在当天的活动中,麻省固能宣布正在建设上海超级工厂,计划于2023年竣工,总面积为30000平方米。超级工厂坐落于上海嘉定国际汽车城,建成后的产能将达到1GWh,会是全球产能最大的锂金属电池工厂。

车云小结:

动力电池作为电动汽车的核心组成部分,在当前主流的锂离子电池仍存短板的情况下,电池企业和车企仍在进行新技术和新材料的不断开发,从钠离子电池、无钴电池、固态电池、到锂金属电池,哪种技术路线能在未来的发展中取代或是与锂离子电池抗衡还未可知。

在锂金属电池这条技术路线上,麻省固能毫无疑问走在了业界前列。在通用、现代和吉利等车企的加持下,麻省固能的锂金属电池产品在未来也不愁没有销路。不过,锂金属电池走向应用还得经过A样品、B样品和C样品的流程开发,到2025年才能正式量产装车。届时,锂金属电池能搅动动力电池行业吗?让我们拭目以待。

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