梳理SES的投資者會(huì)發(fā)現(xiàn)，除了天齊鋰業(yè)，還包括通用、現(xiàn)代、起亞、吉利、上汽等一長(zhǎng)串汽車大佬。
多家龍頭公司的同時(shí)參股，可見產(chǎn)業(yè)對(duì)鋰金屬電池的重視。
鋰金屬電池和鋰離子電池都屬于鋰電池大類，兩兄弟的主要區(qū)別在于負(fù)極材料。
前者以石墨和硅為負(fù)極，經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展已被廣泛應(yīng)用。但比容量低，難以進(jìn)一步突破能量密度的瓶頸，于是，人們盯上了高比容量的鋰金屬，并將之視為下一代電池體系的“潛力股”。
不過(guò)，鋰金屬的應(yīng)用也有一些老大難：首要，是鋰枝晶生成導(dǎo)致的安全隱患。
在電池多次充放電后，鋰金屬表面會(huì)不斷生長(zhǎng)樹枝狀鋰晶體，大量尖銳的枝晶會(huì)對(duì)隔膜產(chǎn)生應(yīng)力并將其刺穿，引發(fā)短路爆炸等的熱失控，仿佛一個(gè)不定時(shí)的炸彈。
上世紀(jì)80年代，憑借首個(gè)試水鋰金屬電池而風(fēng)靡一時(shí)的加拿大Moli Energy公司，就因多起著火事件從輝煌淪為沒(méi)落，血淚教訓(xùn)也令整個(gè)工業(yè)界轉(zhuǎn)向青睞石墨負(fù)極。
其次，是鋰金屬的無(wú)限體積膨脹會(huì)導(dǎo)致其鋰電極粉化、電解液消耗、大量產(chǎn)氣鼓脹。
盡管鋰金屬過(guò)于“頑皮”，但由于底子出色，電池廠商們一直沒(méi)放棄馴服這種活潑的負(fù)極材料。
寧德時(shí)代中國(guó)區(qū)乘用車解決方案部總裁項(xiàng)延火在2021年全球新能源汽車大會(huì)上透露，“經(jīng)過(guò)近10年的攻關(guān)研究，我們認(rèn)為采用鋰金屬為負(fù)極材料的全固態(tài)金屬電池是固態(tài)電池的最優(yōu)發(fā)展方向。”他指出，該技術(shù)可從本質(zhì)提升電池安全性和能量密度，寧德時(shí)代將持續(xù)投入，但目前關(guān)鍵技術(shù)和工藝仍需行業(yè)共同攻克。
贛鋒鋰業(yè)(002460)在2020年業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)中提及，其研發(fā)的第二代固態(tài)電池基于高鎳三元正極、含金屬鋰負(fù)極材料，能量密度超過(guò)350Wh/kg，循環(huán)壽命接近400次。去年，旗下宜春贛鋒還計(jì)劃投資22億元在江西分期投建“高比能固態(tài)電池超薄鋰負(fù)極材料項(xiàng)目”。
在海外，日本國(guó)家工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所、韓國(guó)三星研發(fā)研究所、特斯拉澳大利亞研究所也在推進(jìn)鋰金屬電池研發(fā)。
祥峰投資管理合伙人鄭俊聰為虎嗅解釋了鋰金屬電池受資本重視的原因：第一，相較其它動(dòng)力解決方案，其同等體積下能實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)翻倍;第二，快充技術(shù)的超前實(shí)現(xiàn)利好商業(yè)化落地;第三，對(duì)比鋰離子電池價(jià)格上漲不多，是物美價(jià)廉的性價(jià)比優(yōu)選。
2021年11月，SES公司發(fā)布了一款容量為107Ah的Apollo™鋰金屬電池，重量?jī)H0.982Kg，能量密度為417Wh/kg、935Wh/L，是已知目前全球單體容量最大的鋰金屬電池。
為了更具體的了解這一技術(shù)路線，虎嗅向SES公司創(chuàng)始人胡啟朝博士一探究竟。
胡啟朝告訴虎嗅，近些年大家一直在研發(fā)鋰金屬電池，但還從來(lái)沒(méi)有公司把電芯做到車規(guī)級(jí)，所以Apollo™的出現(xiàn)在業(yè)界引起了一定震動(dòng)。
市面上的電池起名方式很多種，有的是根據(jù)正極材料，比如三元鋰、四元鋰、磷酸鐵鋰;有的是根據(jù)電解液，比如固態(tài)、混合;有的是根據(jù)負(fù)極材料，比如鋰金屬、鋰離子。
縱觀鋰金屬電池周身，和鋰離子電池有60%的相似度。產(chǎn)線和工藝的兼容性很高，正極材料、隔膜幾乎都可以沿用，剩下40%的差異體現(xiàn)在電解液、負(fù)極材料和軟件監(jiān)測(cè)上。
高濃度鋰鹽電解液的改良可以使鋰枝晶變得平滑而密集，避免刺破隔膜，也令正極在高電壓下具備很好的氧化穩(wěn)定性，不易燃。
鋰金屬的化學(xué)體系和傳統(tǒng)石墨、硅完全不同，因此不能使用常規(guī)鋰離子電池的電極，需要重新開發(fā)。
監(jiān)測(cè)電池的壽命和失效機(jī)制也需要新的軟件概念。對(duì)鋰金屬電池來(lái)說(shuō)，外部環(huán)境對(duì)隱形性能的影響有時(shí)比電芯中的材料對(duì)系統(tǒng)的影響還大，所以要嚴(yán)格掌控電芯的環(huán)境、溫度、壓力、濕度和充放電快慢。
電池?fù)Q上鋰金屬負(fù)極材料對(duì)車企的主要意義在于，它可以大幅提升車的續(xù)航里程，降低單位能量密度的成本。大眾、福特、本田、寶馬、吉利等知名車企幾乎都在進(jìn)行布局。
車企一般會(huì)有很多條線的不同品牌，針對(duì)高端線的車型，比如保時(shí)捷、凱迪拉克會(huì)配合使用成本較貴的高鎳三元鋰做正極，針對(duì)中低端的大眾品牌，比如雪佛蘭、上汽、馬自達(dá)會(huì)搭配相對(duì)便宜的磷酸鐵鋰做正極。
言及應(yīng)用進(jìn)度，胡啟朝表示，一般新型電池上車前需要經(jīng)歷工程樣品、A樣品、B樣品、C樣品、量產(chǎn)幾大環(huán)節(jié)，其中工程樣品約有五年開發(fā)周期，A樣品有兩年，B、C樣品各一年，最后再量產(chǎn)。目前SES已經(jīng)和通用、現(xiàn)代簽了鋰金屬電池A樣品功能開發(fā)協(xié)議，預(yù)計(jì)2025年左右可以上車。
作為全球最早開始和大型車企做鋰金屬A樣品共同開發(fā)的公司，胡啟朝認(rèn)為，SES提早和下游廠家進(jìn)行協(xié)作磨合既是時(shí)間上的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，也是核心技術(shù)之外的另一護(hù)城河。
原材料除了鋰，鎳也荒
動(dòng)力電池正處于全面升級(jí)的浪潮，各支科研隊(duì)伍無(wú)死角的向細(xì)分板塊發(fā)起進(jìn)攻。但拼完技術(shù)后，最終會(huì)回歸落腳到成本，比的還是原材料。
鋰作為主角，自然是舞臺(tái)追光燈的焦點(diǎn)。不光一級(jí)市場(chǎng)的各國(guó)土豪老板紛紛下注，重金搶礦，二級(jí)市場(chǎng)相關(guān)股票也量?jī)r(jià)齊升，漲勢(shì)喜人。
天齊鋰業(yè)是SES公司持股9.34%的原材料供應(yīng)商，早早就布局了鋰產(chǎn)業(yè)，還搶占時(shí)機(jī)蛇吞象，并購(gòu)了全球最優(yōu)質(zhì)的鋰輝石礦泰利森鋰礦，參股國(guó)內(nèi)最大的鹽湖鋰礦扎布耶鹽湖，拿下四川雅江縣措拉鋰輝石礦的采礦權(quán)，無(wú)疑是電池公司堅(jiān)實(shí)的大后方。
當(dāng)然，光鮮的背后也有代價(jià)。由于擴(kuò)張激進(jìn)，尤其是2018年高溢價(jià)收購(gòu)智利SQM公司23.77%股權(quán)后，天齊鋰業(yè)一度被嚴(yán)重債務(wù)危機(jī)纏身，2021年Q2才是其連續(xù)七個(gè)單季度以來(lái)的首次盈利。即便當(dāng)下危機(jī)基本解除，但資金周轉(zhuǎn)的壓力始終還在。
“鋰荒”共識(shí)上，胡啟朝向虎嗅補(bǔ)充了對(duì)“鎳荒”的判斷。全球電動(dòng)汽車電池已經(jīng)有數(shù)百GWh了，到2030年可能會(huì)有數(shù)TWh，若那時(shí)動(dòng)力電池的總成本降到60美元/KWh以下，基本就擠不出多少利潤(rùn)給上下游，而且能比的，就只剩誰(shuí)手里還有礦。
但在整個(gè)電池體系里，除了鋰，鎳、錳、鈷也很稀缺，特別是鎳。
眼下，提高含鎳量是趨勢(shì)。諸如三元、四元鋰電池里的鎳比例均從以往的50%提升到了80%甚至更高，然而鎳在地殼中的含量連鋰的1%都不到，所以，未來(lái)也要考慮鎳荒的可能。
競(jìng)爭(zhēng)會(huì)為個(gè)體公司帶來(lái)壓力，更會(huì)為行業(yè)催生效率。不得不說(shuō)，創(chuàng)業(yè)新秀的不斷涌現(xiàn)讓下一代動(dòng)力電池的賽場(chǎng)越發(fā)精彩激烈。
而隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的加快，技術(shù)公司的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)相應(yīng)提高。
參數(shù)高低之外，產(chǎn)線的完備、上游的聯(lián)動(dòng)、客戶的拓展、團(tuán)隊(duì)的管理等多個(gè)維度，都將迫使理工出身的科技創(chuàng)始者們走出數(shù)字邏輯的舒適圈，迎頭處理更復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境，感受撲面而來(lái)的情緒挑戰(zhàn)。而這些，或許才是橫亙?cè)谛录夹g(shù)商業(yè)化前最難的。
