整車企業(yè)投資固態(tài)電池技術(shù)的企圖是什么？

大眾汽車集團(tuán)研發(fā)負(fù)責(zé)人AxelHeinrich認(rèn)為，固態(tài)電池技術(shù)會(huì)成為電動(dòng)汽車行業(yè)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

大眾汽車近日宣布向QuantumScape投資約1億美元，目標(biāo)在2025年前建立固態(tài)電池生產(chǎn)線。QuantumScape目前擁有超過(guò)200多項(xiàng)關(guān)于固態(tài)電池的技術(shù)專利。在本輪注資中，大眾將會(huì)派遣一位高管擔(dān)任QuantumScape董事會(huì)成員，該公司計(jì)劃在2025年研發(fā)并擁有可量產(chǎn)的固態(tài)電池。

大眾汽車集團(tuán)研發(fā)負(fù)責(zé)人AxelHeinrich認(rèn)為，固態(tài)電池技術(shù)會(huì)成為電動(dòng)汽車行業(yè)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過(guò)增加在QuantumScape的股份和成立合資企業(yè)，加強(qiáng)和加深與創(chuàng)新伙伴的戰(zhàn)略合作，確保達(dá)成QuantumScape為大眾提供固態(tài)電池技術(shù)的承諾。

從戰(zhàn)略層面，隨著整車企業(yè)開(kāi)始選擇電氣化路線，特別是圍繞純電動(dòng)為核心的時(shí)候，就不得不考慮未來(lái)的出路。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，固態(tài)電池方面的投入競(jìng)爭(zhēng)還并不激烈。目前的主要?jiǎng)恿﹄姵靥峁┥?，都在現(xiàn)有的Gen3a，即從NCM523體系或NCM622體系往NCM811的方向去努力，現(xiàn)在確定的動(dòng)力電池訂單是實(shí)實(shí)在在的。

▲圖1動(dòng)力電池的化學(xué)體系發(fā)展

寶馬跟寧德時(shí)代（CATL）的采購(gòu)意向并非只從2021年的iNEXT車型開(kāi)始，寧德時(shí)代從2019年就會(huì)為純電動(dòng)MINI及2020年量產(chǎn)的純電動(dòng)iX3供應(yīng)電芯。這個(gè)切換也表明，三星SDI在往811方向走的時(shí)候，速度并沒(méi)有后來(lái)居上的CATL快，也沒(méi)有滿足整車企業(yè)的訴求。

當(dāng)整車企業(yè)花了數(shù)百億美金大力氣去做純電動(dòng)汽車平臺(tái)的時(shí)候，對(duì)電芯供應(yīng)商的成本和產(chǎn)品優(yōu)化提出了更苛刻的要求。

▲圖2寶馬動(dòng)力電池供應(yīng)商在不同平臺(tái)切換

因此，電芯企業(yè)在供應(yīng)現(xiàn)在這一代電芯，并往下一代電芯發(fā)展的時(shí)候，還是有壓力的。一個(gè)是要滿足現(xiàn)有車型平臺(tái)的開(kāi)發(fā)需求，在電芯開(kāi)發(fā)、優(yōu)化、制造和采購(gòu)方面聚焦，同時(shí)也需要往難度更大的研發(fā)方向走。面對(duì)產(chǎn)品跟不上就被切換的威脅，現(xiàn)實(shí)來(lái)的更重要。

如下圖所示，這一代電池（Gen4）往下一代發(fā)展過(guò)程中，整車企業(yè)的角色很重要。對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，整車企業(yè)的角色更多的是提出需求，在整個(gè)產(chǎn)品驗(yàn)證方向上去做技術(shù)和產(chǎn)品管理。而在下一代電池開(kāi)發(fā)上，特別是有關(guān)核心專利和難點(diǎn)上面，以下的幾個(gè)車企，大概能給我們一些思路：

1.具備開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)的：如豐田，自身持續(xù)在研發(fā)上投入，再和松下合作固態(tài)電池研究，從不同層面去研究和解決問(wèn)題，準(zhǔn)備Gen4a電芯的小規(guī)模量產(chǎn)。本田和日產(chǎn)的思路也差不多。

2.投資合作的：以大眾和寶馬為例，通過(guò)美國(guó)科技初創(chuàng)公司來(lái)做。

▲圖3整車企業(yè)需要把時(shí)間點(diǎn)提前

寶馬宣布將投資2億歐元在慕尼黑建立電芯研發(fā)中心，開(kāi)始涉及電芯級(jí)別的技術(shù)驗(yàn)證和開(kāi)發(fā)，這個(gè)研發(fā)中心會(huì)有200名工程師，將在2019年春開(kāi)幕。研發(fā)中心會(huì)對(duì)電芯不同的化學(xué)成分進(jìn)行研究，驗(yàn)證在極端氣候環(huán)境下這些電芯性能表現(xiàn)，慢充以及快充的區(qū)別、電池的尺寸以及體積等等。之前寶馬把大量的測(cè)試放在第三方TUV實(shí)驗(yàn)室，而這次基本把電芯方面的差異拿回到公司內(nèi)。

▲圖4寶馬電池研發(fā)中心

這種方式是除依靠大學(xué)研究、電芯供應(yīng)商、材料供應(yīng)商之外，可以獨(dú)立在電芯級(jí)別做設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證的快速過(guò)程。應(yīng)該是想依靠高端的研究人員，來(lái)做一些IP，徹底搞懂電芯層面的設(shè)計(jì)和過(guò)程差異，并配置一些試制電芯的能力。

寶馬還有和SolidPower在固態(tài)電池方面的前端合作。SolidPower是科羅拉多州的一家初創(chuàng)公司，成立于2012年，除了科羅拉多大學(xué)博爾德分校及國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的資助外，還獲得過(guò)美國(guó)空軍，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)導(dǎo)彈防御局的資金支持。針對(duì)傳統(tǒng)全固態(tài)電池中固體電解質(zhì)和LiCoO2之間界面電阻高，接觸不良的缺陷，SolidPower公司的科學(xué)家們使用ALD(原子層沉積技術(shù))來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

SolidPower的電池材料采用100%的無(wú)機(jī)材料，無(wú)易燃和易揮發(fā)成分，具有優(yōu)異的保質(zhì)期和高溫穩(wěn)定性。放在整個(gè)電池系統(tǒng)中看，由于消除了一些與鋰離子系統(tǒng)相關(guān)的安全特征的潛在消費(fèi)，使得成本大大降低。SolidPower目前擁有一座占地7000平方英尺的先進(jìn)生產(chǎn)基地，具備新材料合成、小批量中試材料和電池生產(chǎn)，以及原型設(shè)備組裝和表征能力。

▲圖5寶馬對(duì)于固態(tài)電池的投入也是處在外部依賴和獨(dú)立開(kāi)發(fā)兩方面同時(shí)進(jìn)行

全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商資源的高度集中化趨勢(shì)日益明顯，一方面是現(xiàn)有項(xiàng)目的集中化顯著，在競(jìng)爭(zhēng)中被掃出局的企業(yè)，可能只能轉(zhuǎn)向下一代電池研發(fā)。只有部分企業(yè)和現(xiàn)有的研發(fā)者投入，形成格局上的分流可能才是比較好的結(jié)果。如果全部電池企業(yè)都去擴(kuò)大規(guī)模，搶占現(xiàn)有的訂單，某種意義上是很困難的。

在國(guó)外，是通過(guò)市場(chǎng)的因素考慮，類似博世放棄鋰電池業(yè)務(wù)，日本的傳統(tǒng)鋰電池企業(yè)逐步放棄跟隨，都體現(xiàn)當(dāng)前時(shí)刻做動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù)的高投入和高風(fēng)險(xiǎn)的回報(bào)。這個(gè)退出過(guò)程是基于市場(chǎng)考慮的。而國(guó)內(nèi)，短期內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)先期投入這么多，很難說(shuō)退就退，而且國(guó)內(nèi)的電動(dòng)汽車的企業(yè)明顯比國(guó)外多，大家都有機(jī)會(huì)，使得退出期變長(zhǎng)，資源（人員、資金）都集中于相對(duì)重復(fù)的工作。

小結(jié)：

整車企業(yè)目前投資固態(tài)電池技術(shù)，并不是真正認(rèn)為固態(tài)電池已經(jīng)具備現(xiàn)實(shí)的裝車特性，相對(duì)于鋰電池各個(gè)方面的綜合特性，還有很多是新技術(shù)滿足不了的。但是作為技術(shù)演進(jìn)階段，投入到這個(gè)領(lǐng)域獲取有限的產(chǎn)出也能帶來(lái)可能的知識(shí)產(chǎn)權(quán)收益。這方面的產(chǎn)出，并不會(huì)單純以專利和論文的形式體現(xiàn)，更多的還是公司的內(nèi)部積累，特別是整車企業(yè)對(duì)于下一代電芯的理解形式，這可能是這些投資的真正價(jià)值所在。