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字节跳动涉足固态电池,互联网巨头也爱新能源

零碳风云 2023-01-04 18:15 发布于河北 发文

撰文|大蔚

编辑|凯旋

继小米、腾讯、美团等巨头后,字节跳动也来了。

近日,字节跳动与中科院物理所吴凡团队合作,提出一种新型全固态电池构型,首次实现了能够承受极低探测温度(-60℃)的全固电池。

这种新型超快锂离子导体Li6.8Si0.8As0.2S5I与商业化的FeS2正极组合的全固态电池构型,除了完全消除FeS2的穿梭效应和抑制其体积变化之外,由于LASI-80Si相对较低的活化能(0.2eV)和优异的FeS2/LASI-80Si界面稳定性,使用LASI-80Si的FeS2 全固态电池相比FeS2 液态锂离子电池具有更宽的工作温度范围(-60℃~60℃)。

并且,该固态电池还具有长循环寿命(在0.1C下244次循环,在1C下600次循环)、优异的倍率性能(20C)、高面负载(13.37 mg cm-2)和高面容量(9.05 mAh cm-2)等优势。

这些结果表明,LASI-80Si 固态电解质和FeS2正极组合在宽温域和大容量全固态电池的实际应用中具有巨大潜力。

相比已经开始下场造车的小米等互联网企业,字节跳动在动力电池领域的布局稍显缓慢,但是与中科院物理所的合作肯定不是仅仅做研究这么简单。今年以来,关于固态电池不断有新的研究进展公布,随着固态电池技术的不断完善,其正在逐步向产业化应用上靠近。

据了解,中科院物理所吴凡团队由众多国内新能源、锂电池、固态电池等领域的专家组成,这项研究成果最终是否会进行进入批量生产环节,值得期待。 

互联网也爱新能源

近年来,互联网企业对锂电、光伏等新能源行业的兴趣明显提升,部分上市公司直接跨界参与经营。尤其2022年锂电池行业突飞猛进,互联网企业更是果断出手,扩大多元化经营版图。

从美团的投资风向不难看出这种转变。2022年下半年以来,美团不仅参与了欣旺达汽车电池增资,而且美团旗下北京酷讯科技有限公司相继投资两家电池企业——湖州超钠新能源科技有限公司、武汉比西迪电池材料有限公司。12月14日及16日,酷讯分别以10%的持股比例成为超钠新能源的第三大股东,以113.2万元注资比西迪,两家公司分别致力于钠离子与锂离子电池的关键材料及电池研发。

今年8月份,酷讯科技还参与了欣旺达动力电池增资,出资5842万元,持股比例0.69%。不仅如此,王兴还通过深圳美珠美鹏企业管理咨询合伙企业(有限合伙)为欣旺达提供可转债借款,用于欣旺达日常运营资金。

从2019年开始,美团的投资风向转向智能硬件、汽车交通、先进制造等领域。就在这一年,王兴领投理想汽车C轮融资,个人出资2.85亿美元。2020年,理想汽车D轮融资,美团领投5亿美元。此后,理想汽车上市,王兴与美团均获益不菲。

同时,美团还在自主研发自动配送车、无人机等前沿科技,试图通过智能汽车和无人配送深度布局本地生活。可以看出,美团的新能源布局,还是服务于闭环的供应链生态。

与美团不同,小米则是直接下场造车。2021年3月,小米官宣造车,并将自建工厂落户北京亦庄,计划在2024年上半年量产汽车,目前一期工程已经封顶。而从最新信息来看,小米的首款车型将是一款轿车,目前工程样车已完成,正处于软件集成的攻关阶段。不仅仅是造车,小米还投资了国内最有竞争力的固态电池创业公司卫蓝新能源。卫蓝新能源作为固态电池的当红炸子鸡,除了小米之外,联想、华为这样的老牌科技巨头也都入局。

腾讯在今年4月入股广州巨湾技研有限公司,巨湾技研是广汽集团首家内部孵化技术创新公司,由广汽集团牵头,广汽资本、广汽研究院先导技术团队与第三方战略伙伴持股平台共同出资成立。其研发的5-8分钟充电80%的“超级快充三元软包锂电池”(3C/6C版),已于广汽埃安AION V Plus车型实现量产,创造了“最快电动汽车充电技术”的世界纪录。

当然,腾讯看中的不止一家电池企业。石头科技创始人兼CEO昌敬的造车项目——洛轲汽车,已经在2021年末完成1亿美元融资,领投方即为腾讯集团。而且腾讯早在多年前就投资了特斯拉,且持有相当大的比例。

此外,很多上市互联网公司也纷纷跨界电池制造。

12月25日,主营企业邮箱、网站建设的三五互联公告,公司控股子公司天津通讯拟与眉山市丹棱县人民政府签署项目投资合作协议书,投资建设“5GW超高效异质结(HJT)电池5G智慧工厂”项目,项目计划总投资约25亿元,预计将于2024年12月前全部建成并正式投产。三五互联表示,此次投资,是寻求新利润增长点。

12月4日,昆仑万维宣布增设新能源领域投资业务板块,由公司董事长金天亲自负责,公司同日宣布投资并控股储能业务公司绿钒新能源。

而从事海外游戏运营及直播电商业务的盛讯达也在11月底宣布,拟收购资产,以获得河南省卢氏县两座锂矿的48%权益,跨界进入锂矿行业,并因跨界经营收到了深交所关注函。 

固态电池代表未来

固态电池作为一种更安全、更便宜的锂电池替代品,今年以来,不断有新鲜的研究进展公布。

10月,来自哈佛大学的华人教授李鑫与其学生叶露涵,研发的新型固态电池可重复使用1万次,充电速度最快3分钟,相较而言,目前最好的固态电池循环次数为2000—3000次。这样的成果直接让固态电池的寿命和充电速度完成了历史性飞跃。该论文在科学杂志《Nature》上发表后,一度引起轰动。

同在10月,美国航空航天局(NASA)表示,其所研发成功的固态电池的能量密度达到了500Wh/kg,几乎是目前最好的电动汽车电池能量密度的两倍——特斯拉公司的4680锂电池的能量密度约为300Wh/kg。相较于现有的液态电解质锂离子电池,该固态电池具有更高能量密度,电池体积更小,受到冲击后能够继续使用,起火风险也会更低。

字节跳动与中科院物理所合作研发的固态电池具备了更宽的工作温度范围。这些都表明,固态电池的技术正在完善,正在逐步向产业化应用上靠近。而在海外,固态电池的产业化生产已经开始。

12月22日,美国固态电池开发商QuantumScape宣布,将其第一批24层锂金属电池运送给电动汽车制造商进行内部测试。该公司于今年年7月宣布已开始对24层固态电池进行测试,其最大的投资者包括大众汽车集团和比尔·盖茨。

据悉,送给OEM进行测试的A0样品是QuantumScape第一代原型的一部分,具有24层,每层包括固态隔膜,阴极和原位形成的锂金属阳极。预计未来(B和C)样品将在未来几年带来更多改进。

与此同时,12月21日,美国科罗拉多州的Solid Power公司表示,将向宝马提供部分与固态电池相关的知识产权,并允许宝马在其德国工厂生产上述固态电池。事实上,宝马集团是Solid Power的大股东,2022年向Solid Power投资了1.3亿美元,计划2025年前推出搭载固态电池的原型车,2030年前实现量产。目前来看,这个进程在加速。

Solid Power和QuantumScape都是美国比较前沿的研发固态电池的初创公司。宝马投资了Solid Power,大众则投资了QuantumScape。大众集团在2018年向QuantumScape注资1亿美元,2020年又追加2亿美元。今年,大众集团宣布会在2025年在其电动车辆上使用固态电池。

日韩方面,丰田公司在2008年就与固态锂电池创业公司伊利卡(Ilika)展开了合作,其计划在2025年推出采用固态电池的混合动力汽车。三菱、日产、松下等企业也都加速了固态电池布局。目前丰田公司拥有固态电池全球相关专利1331项,居全球第一,松下272项位居第二。

国内,卫蓝新能源、宁德时代、中创新航、国轩高科、赣锋锂业、孚能科技等已公开在半固态电池技术方面的进展。今年初,孚能科技第一代半固态电池(能量密度330Wh/kg)送样整车厂客户获得了良好反馈;国轩高科的半固态电池,单体能量密度达360Wh/kg,配套车型的电池包电量达160kWh,续驶里程超过1000km。卫蓝新能源与蔚来合作的150kWh半固态电池正在紧锣密鼓生产,或许不久就将公之于众。

目前,全球范围内约有50多家制造企业、初创公司和高校科研院所在致力于固态电池技术的推进。

有专业机构预计,全球固态电池出货量在2030年将突破250GWh,产值将超过1500亿元。赛道足够诱人,因此也吸引着各方的关注和追捧。但是现阶段固态电池技术还不成熟,国内主要以过渡性的半固态电池为主要应用。业内人士认为,固态电池要实现产业化、并对市场格局产生重要影响,仍需十年左右,还需要更多的技术创新和市场考验。

尽管难度重重,然而在追求能量密度和安全性的道路上,固态电池仍然被寄予了厚望,这或许正是字节跳动躬身入局的原因。

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