整車企業投資固態電池技術的企圖是什么？

大眾汽車集團研發負責人AxelHeinrich認為，固態電池技術會成為電動汽車行業的一個轉折點。

大眾汽車近日宣布向QuantumScape投資約1億美元，目標在2025年前建立固態電池生產線。QuantumScape目前擁有超過200多項關于固態電池的技術專利。在本輪注資中，大眾將會派遣一位高管擔任QuantumScape董事會成員，該公司計劃在2025年研發并擁有可量產的固態電池。

大眾汽車集團研發負責人AxelHeinrich認為，固態電池技術會成為電動汽車行業的一個轉折點。通過增加在QuantumScape的股份和成立合資企業，加強和加深與創新伙伴的戰略合作，確保達成QuantumScape為大眾提供固態電池技術的承諾。

從戰略層面，隨著整車企業開始選擇電氣化路線，特別是圍繞純電動為核心的時候，就不得不考慮未來的出路。嚴格來說，固態電池方面的投入競爭還并不激烈。目前的主要動力電池提供商，都在現有的Gen3a，即從NCM523體系或NCM622體系往NCM811的方向去努力，現在確定的動力電池訂單是實實在在的。

▲圖1動力電池的化學體系發展

寶馬跟寧德時代（CATL）的采購意向并非只從2021年的iNEXT車型開始，寧德時代從2019年就會為純電動MINI及2020年量產的純電動iX3供應電芯。這個切換也表明，三星SDI在往811方向走的時候，速度并沒有后來居上的CATL快，也沒有滿足整車企業的訴求。

當整車企業花了數百億美金大力氣去做純電動汽車平臺的時候，對電芯供應商的成本和產品優化提出了更苛刻的要求。

▲圖2寶馬動力電池供應商在不同平臺切換

因此，電芯企業在供應現在這一代電芯，并往下一代電芯發展的時候，還是有壓力的。一個是要滿足現有車型平臺的開發需求，在電芯開發、優化、制造和采購方面聚焦，同時也需要往難度更大的研發方向走。面對產品跟不上就被切換的威脅，現實來的更重要。

如下圖所示，這一代電池（Gen4）往下一代發展過程中，整車企業的角色很重要。對現有產品的開發，整車企業的角色更多的是提出需求，在整個產品驗證方向上去做技術和產品管理。而在下一代電池開發上，特別是有關核心專利和難點上面，以下的幾個車企，大概能給我們一些思路：

1.具備開發基礎的：如豐田，自身持續在研發上投入，再和松下合作固態電池研究，從不同層面去研究和解決問題，準備Gen4a電芯的小規模量產。本田和日產的思路也差不多。

2.投資合作的：以大眾和寶馬為例，通過美國科技初創公司來做。

▲圖3整車企業需要把時間點提前

寶馬宣布將投資2億歐元在慕尼黑建立電芯研發中心，開始涉及電芯級別的技術驗證和開發，這個研發中心會有200名工程師，將在2019年春開幕。研發中心會對電芯不同的化學成分進行研究，驗證在極端氣候環境下這些電芯性能表現，慢充以及快充的區別、電池的尺寸以及體積等等。之前寶馬把大量的測試放在第三方TUV實驗室，而這次基本把電芯方面的差異拿回到公司內。

▲圖4寶馬電池研發中心

這種方式是除依靠大學研究、電芯供應商、材料供應商之外，可以獨立在電芯級別做設計開發和驗證的快速過程。應該是想依靠高端的研究人員，來做一些IP，徹底搞懂電芯層面的設計和過程差異，并配置一些試制電芯的能力。

寶馬還有和SolidPower在固態電池方面的前端合作。SolidPower是科羅拉多州的一家初創公司，成立于2012年，除了科羅拉多大學博爾德分校及國防高級研究計劃局的資助外，還獲得過美國空軍，美國國家科學基金會和美國導彈防御局的資金支持。針對傳統全固態電池中固體電解質和LiCoO2之間界面電阻高，接觸不良的缺陷，SolidPower公司的科學家們使用ALD(原子層沉積技術)來解決這個問題。

SolidPower的電池材料采用100%的無機材料，無易燃和易揮發成分，具有優異的保質期和高溫穩定性。放在整個電池系統中看，由于消除了一些與鋰離子系統相關的安全特征的潛在消費，使得成本大大降低。SolidPower目前擁有一座占地7000平方英尺的先進生產基地，具備新材料合成、小批量中試材料和電池生產，以及原型設備組裝和表征能力。

▲圖5寶馬對于固態電池的投入也是處在外部依賴和獨立開發兩方面同時進行

全球動力電池產業供應商資源的高度集中化趨勢日益明顯，一方面是現有項目的集中化顯著，在競爭中被掃出局的企業，可能只能轉向下一代電池研發。只有部分企業和現有的研發者投入，形成格局上的分流可能才是比較好的結果。如果全部電池企業都去擴大規模，搶占現有的訂單，某種意義上是很困難的。

在國外，是通過市場的因素考慮，類似博世放棄鋰電池業務，日本的傳統鋰電池企業逐步放棄跟隨，都體現當前時刻做動力鋰電池業務的高投入和高風險的回報。這個退出過程是基于市場考慮的。而國內，短期內動力電池企業先期投入這么多，很難說退就退，而且國內的電動汽車的企業明顯比國外多，大家都有機會，使得退出期變長，資源（人員、資金）都集中于相對重復的工作。

小結：

整車企業目前投資固態電池技術，并不是真正認為固態電池已經具備現實的裝車特性，相對于鋰電池各個方面的綜合特性，還有很多是新技術滿足不了的。但是作為技術演進階段，投入到這個領域獲取有限的產出也能帶來可能的知識產權收益。這方面的產出，并不會單純以專利和論文的形式體現，更多的還是公司的內部積累，特別是整車企業對于下一代電芯的理解形式，這可能是這些投資的真正價值所在。