提到電池, 大家並不陌生, 日常所用的手機, 平板等各種消費電子產品以及工業級電子產品, 電力發電裝置等需要用到電池以為其儲能並實現供電功能. 即便有這麼大的功用, 電池依然是那些光鮮亮麗產品背後的那個默默無聞者, 電池市場也是一派風平浪靜的景象. 直到2017年11月16日, 菲斯克公司發布了一條消息稱 '公司已於本周申請了一項固態電池專利' , 據悉, 該款固態電池可使電動汽車的續航能力提升至駭人聽聞的804公裡, 而且充電時間僅需要1分鐘!公司並聲稱將在2018年1月份推出該項電池技術. 相比於目前電動汽車電池最大續航裡程300餘公裡而充電則需幾十分鐘甚至幾個小時的時間, 菲斯克公司固態電池技術的問世確實如 '平地驚雷' 讓人震驚!
現有鋰電池技術短板嚴重, 電池企業業績受挫
目前市面上使用規模最大的電池是鋰電池, 該種電池不僅可以用於受眾巨大的小型消費電子產品, 如手機, PC等, 還可以用來為汽車提供動力, 也就是俗稱的動力鋰電池. 對於絕大多數手機消費者來說, 電池的續航能力是其購買手機考慮的主要問題之一, 即使續航能力不夠強也可以用充電寶來彌補其不足, 尤其是目前 '充電五分鐘, 通話兩小時' 的技術基本可以滿足消費者的需求. 但在汽車領域則不同, 充電時間長, 續航裡程短一直都是電動汽車市場高速擴展的阻礙, 沒有消費者可以忍受行駛兩小時充電50分鐘的煎熬.
菲斯克公司研發出的固態電池技術能夠引起轟動絕非偶然. 菲斯克公司的技術公告稱 '由於材料和製造方面的進步, 固態電池技術的成本僅為常規鋰電池2020年預計成本的1/3. ' , 這才是市場人士關注的重點所在, 據前瞻產業研究院發布的《2017-2022年中國動力鋰電池行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》顯示, 2017年以來我國動力鋰電池企業正遭遇著業績的 '寒冬' , 大部分企業營收雖在增長但利潤卻在下降, 還有一部分企業營收和利潤雙下降!
圖表1:國內領先動力鋰電池企業業績表現(單位: 億元, 萬元, %)
眾所周知, 動力鋰電池的正極材料為鋰離子, 而鋰離子則來源於鋰礦, 目前世界上鋰礦儲量有限且不可再生. 在鋰電池產能不斷擴展而鋰礦資源供給一定的形勢下, 鋰電池材料價格一路猛漲;反觀鋰電池產業的下遊新能源汽車方面, 國家對電動汽車的補貼以及企業主體的促銷等因素帶動新能源汽車銷量逐年走高, 而銷量走高的趨勢卻倒逼汽車產品價格的下降, 進而鋰電池成品價格也隨著下降. 處於材料成本提升--成品價格下降夾縫中的企業則面臨著如上窘境--利潤規模不斷縮小!正是動力鋰電池一手造就了這樣的業績寒冬!
破局之路勢在必行
為了打破鋰離子電池本身具有的資源有限性以及材料高成本桎梏, 各國電池研究機構, 專家, 學者以及企業主體都在尋求新的能夠在材料成本以及性能上對現有鋰電池進行替代的電池技術或產品, 破局之路逐漸開啟.
太陽能電池應用擴展, 商業化趨勢明朗
在純電動汽車進入公眾視野之前, 太陽能汽車一度被認為是未來最具有前景的汽車類型之一. 不過目前的太陽能電池技術仍然達不到汽車的使用需求. 主要受制於太陽能容易受到日照條件, 地理位置以及角度等的影響而導致轉換的效率較低, 提供的儲能無法滿足大功率運行的電動汽車的動力需求. 但太陽能電池目前已經可以應用在汽車電氣設備的儲能以及充電領域. 2017年8月, 阿爾塔設備公司與奧迪公司在太陽能電池領域展開合作, 雙方將開發奧迪/漢能薄膜太陽能電池研發項目.
鈉離子電池技術問世
2017年10月9日, 由著名華裔材料科學家鮑哲南和崔屹領銜的材料科學研究團隊, 成功研發出了一種新型鈉離子電池陰極材料. 該材料擁有極高的電池容量且迴圈壽命大幅增加, 有望取代因礦產資源儲量有限而價格高昂的鋰離子電池. 據悉, 在電池容量以及材料成本方面, 該鈉離子電池均完勝鋰離子電池.
圖表2:鋰離子電池與鈉離子電池性能比較分析
注: 以鋰離子電池整體成本為基礎, 鈉離子電池整體成本僅為鋰離子電池的80%左右.
但據該研究團隊介紹, 目前鈉離子電池技術仍處於實驗室階段, 仍有許多技術性難題需要繼續破解以及完善, 離真正走向市場進行商業化仍有一大段距離. 不管怎樣, 未來鈉離子電池依然有替代鋰離子電池的可能性.
固態電池技術取得突破, 商業化前景可期
如前所述, 雖然我們已經初步掌握了太陽能電池的技術, 然而太陽能電池仍具有太多不確定因素;我們雖然已經掌握了鈉離子電池技術也知道它具有比鋰離子電池完美的多的性能, 但它仍離商業化運作太遠. 而隨著固態電池技術取得突破, 它具有更高的可行性, 也因此受到市場青睞. 菲斯克公司申請固態電池技術專利也標誌著菲斯克在動力電池領域走在世界的前沿, 然而處在電池技術巔峰的菲斯克並不孤單, 根據客觀資料顯示, 目前國際上已有眾多機構或者市場主體都在固態電池技術的研發上有所布局.
圖表3:國內外研究機構與企業主體固態電池技術研發布局
任何一項技術的落地都需要國家以及市場主要參與者--企業的積極布局. 固態電池技術相比現有鋰電池技術具有較大的續航, 充電以及成本優勢, 也就意味著它具有更大的商業前景. 在國家研究機構以及企業主體的帶動下, 固態電池技術的商業化前景值得期待!
