這家公司的固態(tài)電池已經商用好幾年了
時間:2021-03-05 09:32來源:汽車商業(yè)評論 作者:朱琳
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這是唯一一家工業(yè)規(guī)模的電動汽車固態(tài)電池制造商，但它幾乎沒有受到過關注，這就是法國Bolloré子公司Blue Solutions，多年前，他們就開發(fā)并商業(yè)化了固態(tài)電解質電池。他們最重要的客戶是戴姆勒。
戴姆勒eCitaro和eCitaro G客車的技術來自法國布列塔尼。Electrive記者與Blue Solutions的董事總經理讓-盧克·蒙佛特（Jean-Luc Monfort）就開創(chuàng)性工作和長期研究工作、公司不斷增長的客戶基礎以及不同的固態(tài)電池技術應用進行了交流。
采訪中還談到了歐洲的倡議。“如果歐洲工業(yè)想要在固態(tài)電池領域取得成功，我們相信在歐洲層面的合作和發(fā)展是必要的。”蒙佛特說。
Blue Solutions的鋰金屬聚合物（LMP）電池，既不含鈷，也不含鎳或其他非常重要的物質（SVHC），但含有銅、鋁、鋰、聚合物、鋰鹽、磷酸鐵和碳。根據Blue Solutions的說法，它不含溶劑，這使得回收更加容易。因此，目前已經有了回收鋰的專利工藝。LMP電池的內部工作溫度目前是50至80度。據說，在電池壽命長達4000次循環(huán)的過程中，其存儲容量是恒定的。
Blue Solutions完全依賴基于內部開發(fā)的LMP電池，該電池目前的電化學成分已于2012年達到市場成熟。這些電池是在法國布列塔尼的坎佩爾總部和加拿大的蒙特利爾生產的。據蒙佛特介紹，該公司擁有約400名員工，擁有1700多項專利，并從母公司Bolloré的技術訣竅中獲益頗多——例如，片材擠壓工藝。
Blue Solutions的固態(tài)電池最初也是在Bolloré集團內使用的：用于汽車共享和客車部門（BlueCar、BlueBus）。幾乎沒有被業(yè)界注意到的是，外部客戶基礎從那時起就在增長——戴姆勒是一個關鍵客戶，Blue Solutions計劃在未來幾個月推出更多的歐洲合同合作伙伴。
以下是Electrive對蒙佛特先生的專訪。
Q：蒙佛特先生，為什么Blue Solutions的固態(tài)電池技術已經成熟，而在市場上的其他公司、研究中心和大學還在研究呢？
A：固態(tài)電池有多種解決方案。我們有LMP（鋰金屬聚合物），它描述了我們基于固體電解質和鋰金屬陽極的技術。這是兩個主要特征。我們的陰極與鋰離子電池的標準陰極非常接近，只是我們用磷酸鐵代替了NMC（鎳錳鈷）。
那么，回到你的問題：這是一個漫長的發(fā)展故事。在加拿大，Blue Solutions與魁北克能源網絡公司Hydro Quebec合作；在法國，它與Bolloré合作。這兩種方法都是基于邁克·阿曼德（Michel Armand）博士最初的專利，他是一位在電化學領域非常知名的研究人員，他在20世紀80年代宣稱鋰可以用作電池材料。
Bolloré于20世紀90年代末開始研究，并于2001年在坎佩爾開發(fā)了第一條試驗線。Hydro Quebec公司從1995年開始探索這項技術。兩家公司的子公司于2007年合并，基于兩項專利，我們于2012年開始建立生產LMP電池的第一批生產線。
所以在過去的八年里，我們一直在發(fā)展我們的工業(yè)化，改善我們的工業(yè)流程，提高我們的產量，直到今天我們能夠將這些電池推向市場。
Q：所以你們比其他人都早開始嗎？
A：事實上，我們才是固態(tài)電池的真正先驅。我們積累了20多年的發(fā)展和大約15年的工業(yè)化，以及不斷改進從實驗室規(guī)模——我們目前的電化學產品的第一個樣品是從2005年開始的。一般來說，當你開發(fā)新技術時，從第一個樣品到真正的大批量生產之間有很長一段時間。
我們認為，許多競爭對手低估了從樣品到真正大規(guī)模生產所需的時間——當然這取決于創(chuàng)新的程度。如果你只使用一些化學變化，那就不那么復雜了。但如果你開發(fā)了一個完全創(chuàng)新的概念，你需要很多時間來微調所有參數，并做好所有電池組件的組裝。
Q：固態(tài)電池被認為是電池技術的突破。您對此有什么看法？
A：大家都在尋找的是在“室溫”下，也就是20度左右，運行固態(tài)電池的化學物質。我們還沒有到那一步。我們必須加熱我們的LMP電池到50至80度，這取決于應用。為什么每個人都在尋找固態(tài)狀態(tài)，那是因為你將能夠擺脫熱失控。固態(tài)電池比鋰離子電池技術更安全。
我們還得到了鋰金屬陽極的好處，它的能量是鋰離子電池中使用的石墨陽極的十倍。所以這些就是固態(tài)電池的主要優(yōu)點，更高的能量密度，更高的穩(wěn)定性——這就是為什么每個人都在尋找它。
然后你必須克服一些挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)包括原材料的價格以及這項技術背后的工藝發(fā)展。這也是為什么我們處于這個先鋒地位的原因之一：Bolloré是一個傳統(tǒng)的超薄薄膜生產商，這要歸功于片材擠壓工藝。這些都是20世紀60年代發(fā)展起來的。所以我們花了很長時間來處理這個問題。
Bolloré今天能夠為這個行業(yè)生產2微米厚度的薄膜。我們決定用這個工藝來生產一層非常薄的電解質聚合物層。在鋰陽極生產方面，該工藝技術主要由Hydro Quebec公司開發(fā)。今天，這兩種工藝是我們LMP電池的基礎。
Q：你們工廠的產能是多少？
A：我們有兩條每年生產500 MWh的生產線——一條在布列塔尼的坎佩爾，另一條在魁北克的蒙特利爾。我們正在開發(fā)新的生產線：第三條生產線正在坎佩爾進行安裝中。我們的目標是很快增長到每年1.5 GWh。我們的產能每年都在增加。目前，我們的兩家工廠滿載四班生產，這意味著我們每周生產7天，每天生產24小時。
Q：您能通過一些關鍵數據向我們描述一下你們的LMP電池嗎？
A：這個數字會根據市場的不同而有所不同，也取決于客戶的需求。但今天，我們能夠提供能量密度超過250 Wh/kg的電池——這是客車客戶特別要求的。此外，我們可以保證超過4000次循環(huán)使用電池的全部容量。
固態(tài)電池的KWh價格與鋰離子電池相當。然而，當你考慮到總擁有成本、固態(tài)電池的額外好處（如易于集成、在極熱或極冷溫度下使用的更長的續(xù)航里程、更強的質保）時，我們的電池在特定應用和市場上往往比鋰離子電池更具競爭力。
Q：您提到了里程——它更長了？
A：當然，我們?yōu)榭蛻籼峁┍蠕囯x子電池更長的續(xù)航里程，因為我們只需要加熱系統(tǒng)，而不需要冷卻系統(tǒng)。這給了更多的空間來增加電池的容量。
Q：我們聽說你們的聯(lián)合公司BlueBus的電動客車配備了你們的技術。你的固態(tài)電池是否僅僅適用于客車，還是可以應用于乘用車或其他商業(yè)交通工具，如運輸車或卡車？
A：如果你把電池的工作溫度保持在50攝氏度到80攝氏度之間，你可以在任何場合使用它。但說實話，我們把這些電池賣給了PSA，讓他們在2015年左右制造一款有趣的汽車，但并沒有取得商業(yè)上的成功。
在你使用汽車之前，你必須使電池達到運行溫度，這需要一些時間。不能隨時使用自己的汽車是不符合大眾市場的。這就是為什么我們的產品適合那些持續(xù)使用它們的客戶：每周5天，全天運營。所以這非常適合客車。
此外，港口、港口和機場的“最后一英里”送貨卡車或工業(yè)車輛也很適合這種用途。
Q：你們的固態(tài)電池是否與任何客車品牌兼容？客車底盤集成電池的技術要求是什么？
A：這是一個很好的問題，因為這是我們電池的優(yōu)點之一。我們不需要任何冷卻系統(tǒng)。這使得我們的電池成為即插即用的解決方案。六個電池組，這可是很大的尺寸。你可以把它們放在客車的車頂上，就算太陽把它們曬熱了也沒關系，這只是幫助它們達到運行溫度。
我們有一個客戶的例子，他能夠在六個月內開發(fā)出第一輛電動客車的原型車，這是一個巨大的成績。當然，這是一個已經存在的車型，他們只需要調整他們的車頂來安裝電池組。
Q：你們什么時候決定向第三方出售固態(tài)電池的？
A：由于很難向外部客戶證明我們的技術的可靠性，我們首先開始開發(fā)自己的應用：Bolloré汽車共享和客車。三年前，我們開始與多家客車制造商進行討論，但主要是與戴姆勒。他們派出了一個技術代表團，2019年初，我們簽署了一項開發(fā)協(xié)議�？偟膩碚f，自2015至2016年以來，我們對外開放交付。
Q：在歐洲，你們向戴姆勒公司提供固態(tài)電池的消息并不為人所知。您能否簡要介紹一下這種合作關系是如何發(fā)展的？
A：我們沒有就我們的技術進行很多交流，也沒有經常出席國際會議。我們認為最好是在內部進行開發(fā)。戴姆勒一直在產品上尋求創(chuàng)新。2017年他們聯(lián)系了我們，我們向他們解釋了我們的產品，開始討論，給他們樣品，并為他們做了測試。
然后他們問我們是否可以為他們的客車開發(fā)一個特定的電池組。他們知道他們可以向客戶提出兩種電池技術選擇，一種是NMC化學鋰離子電池，另一種是具有更長續(xù)航里程和更長質保期的固態(tài)LMP電池。（戴姆勒在2018年夏天推出eCitaro客車時宣布了這兩種電池選擇。2020年推出的鉸接式客車eCitaro G也提供了這兩種車型）。
Q：當戴姆勒要求你對他們的電池組進行個性化設計時——它們有什么特別之處？這些電池組是否與使用在BlueBus上的電池組不同？
A：是的，它們和我們第一代客車使用的不同。我們?yōu)锽lueBus生產450伏的電池組，戴姆勒要求我們開發(fā)650伏的電池組。其次，為了能夠將鋰離子電池組替換為LMP電池組，他們要求了特定的尺寸。當然，我們也根據它們的說明書開發(fā)了軟件特性，使總線和電池之間的通信過程能夠正常工作。
兩年來，我們一直在一起合作，以實現(xiàn)車型的個性化——包括戴姆勒要求的所有安全標準。這是一個真正的挑戰(zhàn)，我們對此非常贊賞。結果是戴姆勒去掉了一個冷卻系統(tǒng)，并在eCitaro上安裝了第七個電池組，這使他們有可能在一輛客車上達到441 KWh的電池容量。
我們也和戴姆勒公司協(xié)調了我們的發(fā)展藍圖。我們正在為他們開發(fā)新一代的電池。但這要由他們來宣布。
Q：在此背景下，您能告訴我們，你們目前向戴姆勒公司交付了多少固態(tài)電池嗎？
A：我不能透露這個信息。我能說的是，我們有供貨合同，我們會按他們的需要交貨。
Q：是否有其他客戶或公司有興趣成為你們的客戶？
A：我們已經有了其他客戶，也有很多感興趣的公司。公交行業(yè)正在大量轉向電動公交車。這不僅適用于歐洲，而且適用于全世界。今年，我們將披露新的客戶。
例如，在我們現(xiàn)有的客戶中有法國的Actia公司，他們將我們的電池整合到世界各地客戶的應用中。例如，澳大利亞制造商Custom Denning，所以，我們開始為澳大利亞的電動客車提供電池了。
還有法國制造商Gaussin，他們已經為新西蘭、卡塔爾、象牙海岸等港口行業(yè)提供特殊的電動汽車。他們的客戶遍布世界各地，也包括亞洲。他們還創(chuàng)建了一個電池交換系統(tǒng)，每12小時更換一次他們車輛的LMP電池組，這樣他們就可以用兩個電池組每天運行24小時。
我們還與法國的高壓網絡RTE簽訂了一份合同，在法國南部開發(fā)一個30 MWh的項目，從而成為我們電池的固定應用。我們還為非洲開發(fā)了一些固定的應用，白天儲存太陽能，晚上提供能源，特別是在那些沒有連接電網的村莊。這些不是大項目，但數量眾多，所以這也使得我們以MWh的規(guī)模交付。
這就是我們目前的客戶組合。我們還有一些與歐洲客戶的合同已經簽訂，但還不能透露。我們看到人們對“最后一英里”運送卡車和大型卡車領域的興趣越來越大。
Q：目前，有很多歐洲的倡議正在進行，為了在電池領域聯(lián)合力量。你們參加了嗎？
A：歐洲顯然晚于亞洲國家。中國和韓國在鋰離子電池產業(yè)的發(fā)展上遠遠領先于歐洲。還有特斯拉，它是美國唯一一家決定通過與松下合作大規(guī)模開發(fā)鋰離子電池的公司。歐洲汽車工業(yè)的自主能力依賴于電池生產。
我們正與歐盟委員會直接聯(lián)系，委員會估計，到2026年，歐洲共同體每年將需要超過400 GWh的電量。因此，他們發(fā)起了這些計劃，以補貼在歐洲建立超級工廠，并補貼下一代電池技術的發(fā)展。
我們確信，我們必須參與歐洲電池生態(tài)系統(tǒng)。我們也加大了參與歐洲專業(yè)組織和協(xié)會的努力。除了與歐盟委員會的聯(lián)系，我們也是歐洲電池伙伴關系協(xié)會（BEPA）執(zhí)行委員會的一部分，還是充電協(xié)會的成員，該協(xié)會是處理電池法規(guī)的歐洲委員會之一。
然后我們是EBA 250的成員，也就是歐洲電池聯(lián)盟。當然，我們也參與了2020年啟動的新歐洲原材料倡議。最后，我們還是歐洲能源儲存協(xié)會（EASE）的成員。
因此，我們理解并相信，我們必須改善與歐洲的合作，我們對工業(yè)合作持開放態(tài)度，以加速電動乘用車固態(tài)電池的開發(fā)和供應。這是我們所堅信的。
Q：您怎么看待第一架主要由德國和法國推動的歐洲IPCEI，在法國很有名的名字是“airbus de la batterie”？
A：我們認為這個項目的時間安排得相當匆忙。我們更傾向于將自己定位于下一代電池，也就是在“室溫”下運行的固態(tài)電池，因此也適合乘用車行業(yè)。
Q：這就是你們進一步發(fā)展你們的技術的下一個目標？
A：是的，我們的目標是讓固態(tài)電池能夠在20度甚至更低的溫度下運行。這是我們幾年前已經開始的一項新發(fā)展。在實驗室，我們已經有了在“室溫”下運行的電池。我們計劃在2026年將這些電池交付給主機廠，達到工業(yè)水平。
我們目前正在對電池進行循環(huán)測試，看它們是否能在汽車工業(yè)中循環(huán)超過1000次。在電池壽命方面，汽車比客車或能源存儲系統(tǒng)要求低。所以我們想要解決這個市場。我們知道，在這個市場上，我們并不孤單，因此我們愿意為此在歐洲開展合作和伙伴關系。
我們正在參與全球運動，我們認為，由于我們是最有經驗的固態(tài)電池制造商，我們將成為有能力向市場提供下一代電池的企業(yè)之一。如果歐洲工業(yè)想在固態(tài)技術方面取得成功，我們認為，歐洲一級的合作與發(fā)展將是必要的。
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