当然有很多困难的技术工作,也有一些市场营销和交流.在本报告中,YOLO开发集团(YOL)的分析人员深入分析了所取得的成就、仍然需要什么以及固态电池相对于基于液体/聚合凝胶电解质的常规锂离子电池的位置。

如今,研发任何电池的主要市场驱动因素是排放控制法规(特别是汽车行业),这正推动着车队电气化的趋势。尽管消费者对电动汽车的兴趣增加,但人们仍然担心电动汽车短距离行驶、长充电时间和安全性。为了解决这些问题,工业企业将重点放在固态电池上,其目标是研制下一代高能量密度、快速充电能力、低成本和更安全的电池。然而,锂离子电池今天没有重大的问题,足够好的大多数应用,包括电动汽车,消费应用,等等。因此,公司目前只投资于固态电池,作为传统锂离子电池的替代品(次级选择)。

不同的固态电池开发者正在针对不同的应用,如电动汽车、消费者、航空航天和开放空间应用。然而,对固态电池最感兴趣的是电动汽车的应用,也就是电动汽车制造商。实际上,电动汽车制造商是固态发展和商业化的最重要参与者。实际上,它们提供了1亿美元以上的资金,需要固态电池以便与竞争对手区别,有大容量的电池需求(每辆车有大量电池,每年有大量车辆),并拥有成熟的销售和销售网络。因此,整个固态电池供应链受电动汽车制造商需求的影响。为了发展固态电池技术,许多电动汽车制造商如大众、现代,宝马已经投资或与固态电池开发商合作,并计划在未来几年推出固态电池(仅生产小型电池)的电动汽车(图1)。例如,大众汽车计划在2025年左右推出固态电池的电动汽车,并与固态电池开发商全景建立伙伴关系。

在过去几年里,我们看到固态电池的研究活动越来越多。然而,固态电池的发展仍处于萌芽阶段。许多固态电池开发商正计划到2025年将电池商业化,这无疑将是电动汽车的一个重要里程碑。根据许多电动汽车制造商的路线图、技术成就以及截至2021年第1季度的供应链协作,Yol发展集团预计,2025年将开始商业引入固态电池,2030年左右开始大规模生产固体国家电池车辆。在2027年,固态电池的需求量将小于2.5GWH,这与2027年总锂离子电池的需求量相比是微不足道的(图2)。因此,预计不会有从常规锂离子到固态电池的大容量"开关"。超过99%的固态电池需求将用于电动车。

固态电池被认为是电池和电动汽车制造商技术路线图上的一个最终里程碑。几年前,这种电池被许多公司认为是一个"圣杯",一个可能革命性的电池和电动汽车工业(图3)。从那时起,许多电动汽车制造商都将赌注押在固态电池初创公司上,要么是因为他们对商业产品的快速发展持乐观态度,要么是为了确保他们不会错过日益增长的电池竞争的火车。

"固态电池"这个神奇的词也提供了风险资本基金和公共基金提供的额外研发资金,从而减少了电动汽车制造商本身所需的投资量。根据尤尔的分析,固态电池的愿景已经发生了变化,今天更加实用。固态电池目前被认为只是逐步改进传统锂离子电池的又一个步骤。实际上,大多数电池和电动汽车制造商都在把精力重新集中在较短期的技术里程碑上,如富镍阴极(ncm811)、硅石墨阳极和无钴阴极。将固态技术引入大规模生产是一项艰巨的任务,需要比先前预期的更多的时间。现在显然,伙伴关系比以往任何时候都更加重要,以便将所有必要的固态电池专门知识汇集在一起:技术、设备、高产量/高产量生产和终端系统。拥有陶瓷材料和陶瓷基器件方面的专门知识的合作伙伴,以及在锂金属阳极和电极/电解质接口方面的经验,可能极大地有助于缩短将固态电池推向市场所需的时间。