jalur baterai solid-state penuh dengan baterai terdepan
2024-09-14
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
reporter pengamat ekonomi liu xiaolin berapa tahun yang dibutuhkan untuk produksi massal? proposisi normal di bidang kendaraan energi baru baru-baru ini beralih ke bentuk akhir baterai tenaga kendaraan – baterai solid-state. pada awal tahun, ouyang minggao, akademisi dari akademi ilmu pengetahuan tiongkok dan profesor di universitas tsinghua, merilis bahwa “baterai solid-state adalah ancaman dan tantangan yang kita hadapi. keunggulan industri baterai tiongkok mungkin terbalik karena negara-negara seperti amerika serikat, jepang, dan korea selatan memimpin produksi massal baterai solid-state." setelah peringatan risiko, jadwal produksi massal baterai solid-state telah menjadi informasi yang paling banyak ditonton di tahun-tahun baru. bidang energi. seluruh perusahaan baterai tiongkok juga telah menunjukkan tren berpacu dengan waktu untuk mengutamakan produksi baterai solid-state.
dalam lima bulan dari april hingga september, perusahaan tiongkok terus merilis berita tentang hasil penelitian dan pengembangan serta waktu produksi massal baterai solid-state, memulai kompetisi komersialisasi yang seharusnya dimulai pada tahun 2027 lebih cepat dari jadwal. meskipun baru-baru ini ouyang minggao menekankan lagi bahwa komersialisasi baterai solid-state akan memakan waktu dan produksi massal skala besar akan memakan waktu setidaknya lima tahun, jadwal yang diberikan oleh produsen baterai dan perusahaan mobil menunjukkan bahwa hal tersebut tidak memakan waktu lama dan tidak dapat menunggu. .sangat lama.
pada bulan mei, saic mengumumkan bahwa mereka telah memasuki hitungan mundur 500 hari menuju produksi massal baterai all-solid-state. semua baterai solid-state akan diproduksi secara massal dan dimasukkan ke dalam kendaraan pada tahun 2026. ini telah menjadi jadwal paling awal. untuk produksi massal baterai solid-state; sebagai pemimpin dalam bidang baterai, catl sangat menekankan pada semua baterai solid-state. sikap terhadap kemajuan penelitian dan pengembangan baterai juga telah berubah dari sikap bungkam menjadi terbuka secara proaktif bahwa "produksi dalam jumlah kecil akan tercapai pada tahun 2027"; pada akhir agustus, perusahaan baterai non-terkemuka penghui energy merilis produk baterai serba solid-state, dan ungkapan "terobosan besar dalam baterai serba solid-state" mendorong harga saham untuk naik terus menerus. dua "batas harian 20cm"; pada awal september, weilan new energy mengumumkan bahwa "baterai sulfida (semua solid-state) akan dijual tahun ini" yang membuat para ahli di bidang bahan baterai bersemangat; , banyak perusahaan mengumumkan bahwa mereka telah mengembangkan berbagai jenis solid-state. elektrolit (bagian inti dari baterai solid-state) telah menyelesaikan uji coba dan mencapai pasokan volume kecil. pada konferensi baterai listrik pada tanggal 1 september, baterai solid-state menjadi protagonis untuk pertama kalinya, memicu diskusi, dan popularitas dari pasar modal membuat topik ini semakin panas... …
dirangsang oleh "jump start" perusahaan china, perusahaan jepang terus menunda produksi massal baterai solid-state. baru-baru ini, toyota memimpin dalam memberikan laju produksi massal terbaru pada tahun 2026. tim peneliti ilmiah eropa dan amerika serta pemasok bahan baterai juga terus melaporkan kemajuan terbaru dalam penelitian dan pengembangan baterai solid-state. perusahaan-perusahaan luar negeri berharap dapat memanfaatkan peluang ini dan menggunakan baterai solid-state sebagai titik balik dalam membalikkan lanskap persaingan global kendaraan energi baru. semua informasi menunjukkan bahwa jarak antara baterai solid-state dari laboratorium ke jalur produksi terus memendek.
namun, teknologi yang digunakan oleh tiongkok untuk menjadi yang terdepan bukanlah baterai all-solid-state yang paling mengganggu secara teknologi, melainkan "baterai semi-solid-state" sebagai teknologi transisi. sejak tahun ini, banyak perusahaan mobil seperti saic, nio, dan gac telah memasang baterai semi-solid-state pada mobil baru dan mempromosikannya sebagai nilai jual. namun perbedaannya menunjukkan bahwa baterai tiongkok masih berisiko digantikan oleh teknologi solid-state. “memang benar, kekuatan tiongkok terletak pada kecepatan industrialisasi,” kata han liang (nama samaran), seorang eksekutif di sebuah perusahaan baterai dalam negeri. menghindari kekurangan dalam penelitian bahan dasar, memanfaatkan pasar dan rantai industri yang besar untuk mencapai industrialisasi sedini mungkin, dan mencapai peningkatan teknologi berulang selama industrialisasi - ini adalah strategi tiongkok untuk menjadi yang terdepan dalam baterai solid-state.
namun di sisi lain, hitungan mundur menuju produksi massal baterai all-solid-state dalam tiga tahun telah dimulai. nilai komersial dari produksi massal semi-padat, rasionalitas efisiensi investasi, dan cara mengatasi kesulitan teknis semua baterai solid-state merupakan risiko yang tidak dapat dihindari. lebih penting lagi, restrukturisasi rantai besar industri baterai tiongkok yang disebabkan oleh baterai solid-state, serta masalah subversi internal di tingkat industri seperti ke mana baterai cair akan digunakan, memerlukan solusi cepat.
hitung mundur menuju produksi massal
baterai solid-state, seperti namanya, merupakan baterai yang menggunakan elektrolit padat. baterai litium cair tradisional sebagian besar terdiri dari empat elemen utama: elektroda positif, elektroda negatif, elektrolit, dan pemisah. baterai solid-state menggantikan elektrolit cair dan pemisah pada baterai litium cair tradisional dengan elektrolit padat, dan menggunakan bahan elektroda positif dan negatif baru. penerapan material baru dan teknologi baru akan memungkinkan baterai solid-state memiliki keamanan yang tinggi, kepadatan energi yang tinggi, kecepatan pengisian dan pengosongan yang lebih cepat, dan kemampuan beradaptasi yang tinggi terhadap suhu dalam ukuran yang lebih kecil. diantaranya, keuntungan dari pengurangan risiko kebocoran dan ledakan baterai secara signifikan sudah cukup untuk mengubah nilai kendaraan energi baru.
oleh karena itu, baterai solid-state telah diakui sebagai pilihan pertama baterai generasi mendatang. jepang, korea selatan, eropa, dan amerika serikat telah menempatkan pengembangan baterai solid-state pada puncak strategi industri nasional mereka. diantaranya, diwakili oleh perusahaan seperti toyota dan panasonic, jepang mulai mengembangkan baterai solid-state sejak tiga puluh tahun yang lalu. baterai korea juga bekerja sama dengan perusahaan-perusahaan eropa dan amerika dan berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan baterai solid-state sejak awal. tiongkok meluncurkan penelitian dan pengembangan baterai solid-state sepuluh tahun yang lalu meskipun tiongkok telah meningkat pesat dalam jumlah permohonan paten baterai solid-state dalam lima tahun terakhir, tiongkok masih tertinggal dari jepang dan korea selatan dalam hal jumlah total. paten.
“produksi massal baterai solid-state, khususnya baterai all-solid-state, terkait dengan pertarungan memperebutkan dominasi teknologi.” li zheng, salah satu pendiri dan manajer umum qingtao energy, mengatakan siapa pun yang melakukan produksi massal terlebih dahulu akan menentukan siapa yang akan memiliki dominasi teknologi pada tahap selanjutnya dalam persaingan kendaraan energi baru. dengan kata lain, apakah tiongkok, yang menyumbang 60% dari pengiriman baterai listrik global, dapat terus mempertahankan keunggulan kompetitifnya di bidang kendaraan energi baru berkaitan erat dengan kecepatan komersialisasi, kekuatan teknis, dan kematangan rantai industri solid- baterai negara.
perasaan krisis ini juga menjadi alasan utama mengapa baterai solid-state tiongkok mulai populer tahun ini. terlepas dari lembaga penelitian, perusahaan rantai industri baterai, dan perusahaan kendaraan, mereka semua memilih untuk menggunakan pasar daripada laboratorium, menggunakan baterai semi-solid untuk memimpin produksi massal guna merebut posisi jalur baru, dan mengambil alih posisi langkah pertama menuju industrialisasi baterai solid-state.
pada bulan mei tahun ini, di pameran pencapaian sepuluh tahun energi baru grup saic, qingtao energy, sebuah perusahaan baterai solid-state di bawah saic, menjadi protagonisnya tidak hanya mengumumkan bahwa mereka akan mengirimkan versi semi-padat lightyear generasi pertama -baterai solid-state untuk zhiji l6 tahun ini, tetapi juga diumumkan bahwa pada tahun 2025 mulai tahun 2020, produk solid-state akan dipasang secara luas pada model listrik murni dan hybrid merek saic sendiri, dan semua baterai solid-state akan secara resmi diproduksi secara massal. -diproduksi pada tahun 2026. ini adalah produksi massal baterai solid-state tercepat di tiongkok sejauh ini.
menurut penurunan bertahap kandungan elektrolit cair, jalur pengembangan baterai solid-state secara kasar dapat dibagi menjadi semi-solid (5-10wt%), quasi-solid (0-5wt%), all-solid (0wt%) dan tahapan lainnya.diantaranya, penggunaan semi padat dan kuasi padat. elektrolit semuanya merupakan campuran elektrolit padat-cair. rencananya, produksi massal baterai solid-state saic akan dilakukan dalam tiga tahap, pada tahap pertama kandungan cairan dalam elektrolit akan dikurangi menjadi 19%; 5%; pada tahap ketiga akan diturunkan menjadi hanya 1%.
ide industrialisasi saic adalah menggunakan produksi massal teknologi baterai solid-state secara bertahap dalam dua tahap pertama dan mengandalkan skala industri besar saic untuk mengembangkan rantai industri hulu dan hilir baru, terutama pasokan hulu bahan-bahan utama, peralatan inti. , dll. pemasok, dan dikombinasikan dengan peluang merek independen saic group untuk mengembangkan teknologi baterai solid-state dalam skala besar, hal ini dapat mencapai peningkatan seluruh rantai industri dan kemudian mencapai produksi massal baterai solid-state .
ini juga merupakan pemikiran sebagian besar perusahaan kendaraan. hingga saat ini, perusahaan kendaraan utama, serta produsen baterai yang diwakili oleh catl, funeng technology, guoxuan hi-tech, dan xinwangda, tianqi lithium, yiwei lithium, ganfeng lithium, dan huineng technology produsen bahan baterai lithium yang diwakili oleh perusahaan telah mengumumkan ritme peluncuran produk terkait baterai solid-state. selain itu, laju produksi massal perusahaan rintisan baterai solid-state seperti tailan, weilan, dan qingtao juga menarik banyak perhatian.
mencapai langkah-langkah solid-state juga merupakan cara umum bagi produsen baterai dalam negeri. orang dalam funeng technology mengatakan bahwa funeng technology akan menyelesaikan produksi dari baterai semi-solid-state menjadi baterai listrik solid-state dalam 5 hingga 10 tahun ke depan, dan selama itu ia akan menjalani tiga peningkatan teknologi. diantaranya, baterai semi-padat kemasan lunak generasi pertama telah diproduksi secara massal pada tahun 2021. nantinya, funeng technology akan meluncurkan produk baterai semi-padat generasi kedua dan ketiga yang ditingkatkan, secara bertahap mengurangi kandungan elektrolit cair dan meningkatkan kinerja sel baterai. untuk meningkatkan keamanan, baterai solid-state akhirnya diperkenalkan.
baterai semi-solid: produk setengah jadi atau jalur yang tak terelakkan
namun, jika dilihat dari prediksi umum bahwa semua baterai solid-state akan diproduksi dalam jumlah kecil pada tahun 2027, siklus bisnis baterai semi-solid-state tampaknya hanya tiga tahun. dalam siklus aplikasi yang singkat, apakah nilai komersial baterai semi-solid tinggi?
faktanya, industri ini bukannya tanpa kontroversi mengenai rasionalitas produksi massal teknologi baterai semi-solid. dari sudut pandang kinerja, fitur terbesar dari baterai semi-padat adalah elektrolitnya memiliki proporsi cairan tertentu dan tidak sepenuhnya padat. dibandingkan dengan baterai bertenaga cair, baterai semi-padat memiliki kinerja yang lebih baik dalam hal jarak tempuh dan kinerja biaya, serta kemampuan akupunktur dan masa pakai yang lebih baik. ambil contoh baterai semi-padat versi qingdao taoguangnian di atas sebagai contoh. ia memiliki kepadatan energi lebih dari 300wh/kg (kepadatan energi saat ini dari baterai tenaga cair adalah antara 100wh/kg dan 250wh/kg). daya tahan baterai lebih dari 1.000 kilometer dan dapat diisi dalam 12 menit. isi daya hingga 400 kilometer. hal yang paling penting adalah saat ini, baterai semi-solid-state umumnya memilih jalur polimer, yang dapat memanfaatkan proses dan peralatan produksi baterai yang ada secara maksimal, dan kesulitan serta biaya produksi berada dalam kisaran yang dapat dikendalikan.
para profesional percaya bahwa produksi massal baterai semi-padat disebabkan oleh fakta bahwa kinerja baterai lithium-ion cair yang ada telah mencapai batas atas, dan hal ini tidak akurat. han liang berkata: "teknologi baterai lithium-ion masih jauh dari matang. ini hanya membentuk industri besar di bawah pengaruh gabungan dari kebijakan makro, strategi nasional, krisis lingkungan, ekspektasi pasar dan faktor lainnya." memang ada potensi konflik antara baterai semi-solid-state.
han liang lebih memilih untuk menganggap semi-solid state sebagai peningkatan dari baterai cair pada tahap ini. “dari jalur teknis penerapannya, semi-solid state dan full solid state pada dasarnya adalah dua jalan yang berbeda. sebagai contoh yang mungkin kurang tepat, semi-solid state itu seperti mengemudi berbantuan yang jaraknya sangat dekat dengan l3, tapi itu pada dasarnya berbeda dari mengemudi cerdas l3.
menurut data china automotive power battery industry innovation alliance, dalam lima bulan pertama tahun 2024, kapasitas terpasang baterai semi padat dalam negeri mencapai 1.621,8mwh. industri ini menyebut tahun 2024 sebagai malam produksi massal baterai semi-solid-state dalam skala besar, dan memperkirakan bahwa pengiriman baterai solid-state global akan mencapai 38gwh dan 509gwh masing-masing pada tahun 2025 dan 2030.
li zheng mengatakan dalam hal teknologi baterai, kesenjangan antar perusahaan global tidak besar dan berada pada tahap teknologi yang sama. keunggulan baterai listrik tiongkok terutama tercermin pada skala penggunaan dan pangsa pasar.
disrupsi: ambang batas teknis yang sulit ditembus
“sepuluh tahun lalu, jepang, amerika serikat, eropa, dan korea selatan mulai mempromosikan produksi massal baterai solid-state, namun hal itu sangat sulit.” dalam pandangan li zheng, karena perubahan bahan inti, evolusi dari baterai tradisional ke baterai solid-state menghadapi tantangan perubahan teknologi dan industri.
berdasarkan hal tersebut, jadwal komersialisasi baterai solid-state ouyang minggao adalah: diharapkan industrialisasi baterai semi-solid akan dilaksanakan pada tahun 2024, produk baterai all-solid-state akan diluncurkan pada tahun 2027, dan produk baterai solid-state akan diluncurkan pada tahun 2027. baterai negara akan diproduksi sepenuhnya pada tahun 2030, dengan nilai produksi lebih dari 100 miliar yuan. zeng yuqun, ketua catl, memberikan kemajuan akurat catl: jika kita menggunakan angka 1 hingga 9 untuk mengevaluasi kematangan teknologi baterai solid-state, catl saat ini berada di level 4. catl hanya membuat beberapa sampel perangkat dan melakukan beberapa percobaan. verifikasi. .
"pertama selesaikan masalah elektrolit, selesaikan masalah elektroda negatif, lalu selesaikan masalah elektroda positif. tidak perlu terburu-buru." pada "dialog kelas atas konferensi baterai tenaga dunia 2024", ouyang minggao menekankan bahwa masih banyak kesulitan teknis yang perlu diatasi oleh baterai solid-state, dan hal tersebut perlu dilakukan selangkah demi selangkah dan tidak bisa begitu saja mengejar kecepatan.
sun xueliang, akademisi asing dari chinese academy of engineering, juga mengatakan bahwa masih banyak tantangan dalam teknologi baterai solid-state, di antaranya elektrolit termasuk sulfida, oksida, polimer dan jalur teknis lainnya atau mengembangkan elektrolit baru? semua masalah ini perlu diatasi.
mengubah elektrolit dari "cair" menjadi "padat" adalah tantangan terbesar. mulai dari keberhasilan mengembangkan sampel di laboratorium hingga memproduksi baterai solid-state secara massal dengan kinerja hingga standar di lini produksi yang dapat dipasang di kendaraan, tantangannya juga sama besarnya.
menurut elektrolit yang berbeda, jalur teknologi baterai solid-state pada dasarnya dibagi menjadi tiga kategori utama, yaitu baterai solid-state polimer, baterai solid-state oksida, dan baterai solid-state sulfida. saat ini tidak ada pemahaman global yang terpadu tentang jalur teknis mana yang lebih cocok sebagai teknologi utama untuk baterai solid-state.
secara khusus, perusahaan mobil jepang seperti toyota, honda, dan nissan, serta perusahaan baterai korea seperti lg, samsung, dan ski semuanya telah mengadopsi teknologi sulfida. jalur ini sulit diproduksi massal sehingga menyebabkan toyota menunda waktu produksi massal semula hingga 2030. perusahaan teknologi start-up amerika adalah mitra utama perusahaan kendaraan jerman, dan mereka hadir dalam sulfida, oksida, dan polimer. korea selatan juga mengembangkan teknologi oksida paralel dan sulfida. perusahaan tiongkok juga menjajaki berbagai rute.
dalam hal bahan elektroda positif, pilihan baterai solid-state sama beragamnya. dari perspektif industri, elektroda positif saat ini terutama mencakup ternary nikel tinggi bertegangan tinggi, berbasis mangan kaya lithium, ternary nikel ultra tinggi, litium nikel manganat dan bahan lainnya. bahan elektroda negatif berbahan dasar silikon dan logam litium adalah yang utama. meskipun bahan yang terdiversifikasi memperluas selektivitas baterai solid-state, hal ini juga menimbulkan ketidakpastian dalam biaya dan siklus penelitian dan pengembangan.
untuk tujuan ini, ouyang minggao secara khusus menunjukkan bahwa teknologi ai akan memainkan peran penting dalam penelitian dan pengembangan baterai solid-state. "efisiensi penyaringan model besar ai memang jauh lebih tinggi. ini dapat menyaring formula yang lebih layak untuk verifikasi eksperimental dan mengurangi jalan memutar dalam proses penelitian dan pengembangan." han liang mengatakan bahwa pusat penelitian dan pengembangan di amerika serikat sudah menggunakan teknologi ai, "tapi teknologi ai secara keseluruhan masih dalam tahap awal, dan modelnya sendiri belum cukup dilengkapi dengan data dan belum matang.
selain material, baterai solid-state juga menghadapi tantangan baru dalam proses produksi. diantaranya, pembuatan elektrolit oksida memerlukan suhu tinggi di atas 900°c, dan pembuatan elektrolit sulfida mengharuskan lingkungan perakitan harus memastikan suhu di bawah minus 60°c. zeng yuqun mengatakan meskipun catl saat ini telah memproduksi beberapa sampel perangkat, "penggunaan perangkat ini memiliki banyak syarat batas, seperti mencapai kinerja suhu rendah yang tinggi pada 6.000 atmosfer. artinya, perangkat tersebut belum tersedia di pasaran." aplikasi."
"industrialisasi baterai solid-state sangatlah sulit. tidak hanya membutuhkan terobosan dalam masalah ilmu material, tetapi juga membutuhkan inovasi dalam peralatan proses dan pengembangan rantai industri baru." li zheng mengatakan bahwa baterai solid-state memerlukannya untuk membangun rantai industri baru, termasuk realisasi aplikasi bahan elektrolit padat, rekonstruksi industri bahan katoda dan katoda baru, serta pengembangan dan investasi baru dalam proses dan peralatan produksi baterai.
biaya adalah hambatan lain dalam produksi massal baterai solid-state. bahan elektroda negatif yang digunakan dalam baterai solid-state adalah litium logam, dan harga litium jauh lebih tinggi dibandingkan grafit. saat ini, biaya produksi baterai solid-state 4-25 kali lipat dari baterai lithium-ion.
secara keseluruhan, terdapat hambatan yang belum terselesaikan dalam seluruh proses baterai solid-state mulai dari laboratorium hingga jalur produksi dalam hal penelitian dan pengembangan material, proses produksi, biaya, dan aspek lainnya. “kami berusaha untuk memulai industrialisasi pada tahun 2027, dan ini dapat diterapkan dalam skala kecil di beberapa bidang baru yang tidak sensitif terhadap biaya. penerapan pertama mungkin tidak harus pada mobil, tetapi mungkin juga pada pesawat terbang dengan ketinggian rendah.” han liang berkata terus terang.
informasi dari perusahaan menunjukkan bahwa hambatan industrialisasi baterai solid-state merupakan masalah yang harus diselesaikan sebelum produksi massal. menurut informasi yang diungkapkan oleh saic qingtao, berdasarkan penyederhanaan dan inovasi bahan dan proses, baterai solid-state yang dikembangkan oleh saic qingtao dapat mengurangi biaya unit dari ujung sel hingga ujung pack hingga 40%. dengan baterai cair, ini akan memiliki keunggulan biaya yang sangat jelas.
zhang jinhui, peneliti di xinchen information, mengingatkan bahwa akan ada kesenjangan besar antara sampel laboratorium dan produk nyata yang diproduksi secara massal. hasil dan stabilitas akan menjadi tantangan besar bagi baterai solid-state setelah produksi massal.
perlu disebutkan bahwa dari perspektif industri baterai, jika baterai bertenaga cair menarik diri dari arus utama teknologi, pola investasi dalam rantai industri baterai juga akan berubah.
dalam hal ini, ouyang minggao mengatakan, "bagi industri baterai tiongkok, karena rantai industri yang berbasis baterai cair sudah cukup besar dan matang, maka tata letak baterai solid-state memerlukan konsensus yang memadai."
revolusi teknologi selalu menjadi kekuatan pendorong terbesar bagi revolusi industri baru dan model bisnis baru. namun di balik setiap revolusi teknologi yang disruptif, rantai industri yang matang juga akan menghadapi gangguan. subversi rantai industri mesin pembakaran internal oleh kendaraan energi baru adalah salah satu contohnya. diperkirakan dalam 5-10 tahun ke depan, dengan produksi massal baterai solid-state, rekonstruksi rantai industri baterai listrik yang ada akan muncul secara bertahap.
(sumber: jaringan pengamat ekonomi)
