固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn)
時(shí)間:2023-01-23 15:30來源:中國能源報(bào) 作者:楊梓
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近日，國軒高科表示，公司的高安全半固態(tài)電池單體能量密度達(dá)360Wh/kg，配套車型的電池包電量達(dá)160KWh，續(xù)航里程超過1000公里，半固態(tài)電池匹配客戶需求，預(yù)計(jì)2023年批量交付；長(zhǎng)安深藍(lán)表示，從1年多前就開始加速半固態(tài)電池研發(fā)，目前已經(jīng)進(jìn)入工程化研發(fā)階段，2025年將搭載整車應(yīng)用；2022年12月底，美國固態(tài)電池廠商QuantumScape宣布，目前已經(jīng)將其首批24層原型固態(tài)電池交付汽車廠商，后續(xù)將會(huì)進(jìn)行大量測(cè)試……近日，眾多電池企業(yè)、車企相繼曬出自己固態(tài)電池研發(fā)成果，固態(tài)電池是否已經(jīng)迎來大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段？
多方爭(zhēng)相入局
新技術(shù)、新材料的應(yīng)用使得動(dòng)力電池衍生出各種不同體系，在追求電池高能量密度、電動(dòng)汽車千里續(xù)航的當(dāng)下，固態(tài)電池脫穎而出。業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在安全性和能量密度提升上。全固態(tài)電池不含電解液，安全性較高。同時(shí)，固態(tài)電池使用鋰金屬負(fù)極可顯著提升能量密度，可將現(xiàn)有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。而固態(tài)電池可抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，使鋰金屬負(fù)極運(yùn)用成為可能，同時(shí)降低非活性物質(zhì)，可以省去冷卻系統(tǒng)，也能夠提升能量密度。
據(jù)了解，目前，奔馳、寶馬、福特、通用、現(xiàn)代、豐田、本田等車企和寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、LG新能源、孚能科技等電池企業(yè)均已布局固態(tài)電池賽道，部分企業(yè)甚至已公布量產(chǎn)時(shí)間表。例如，豐田預(yù)計(jì)2025年將實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用；本田、日產(chǎn)均表示其全固態(tài)電池生產(chǎn)線將在2024年投入運(yùn)營(yíng)；LG新能源則預(yù)計(jì)2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。
同時(shí)，火熱的賽道還吸引了不少企業(yè)跨界入局。例如，電纜制造企業(yè)金龍羽、制造玩具的高樂股份等均已涉足固態(tài)電池。近期，金龍羽表示，公司固態(tài)電池項(xiàng)目研發(fā)工作正在有序推進(jìn)。華安證券的研報(bào)指出，固態(tài)電池已成為部分非傳統(tǒng)電池企業(yè)進(jìn)軍鋰電行業(yè)的重要突破口。
根據(jù)SNE Research的測(cè)算，2025年，我國固態(tài)電池市場(chǎng)有望達(dá)到30億元，2030年有望達(dá)到200億元。
半固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)裝車
目前，固態(tài)電解質(zhì)材料有氧化物、硫化物、聚合物3種體系，在電導(dǎo)率、穩(wěn)定性等方面各具優(yōu)劣。不過，目前固態(tài)電池仍面臨成本、材料性能等多方面挑戰(zhàn)，全固態(tài)電池短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)使用。
一位業(yè)內(nèi)人士對(duì)記者表示：“長(zhǎng)期看，固態(tài)電池是電池行業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，但所需時(shí)間較長(zhǎng)，目前仍未克服固固界面導(dǎo)電性差等問題。實(shí)際上，現(xiàn)在很多車企準(zhǔn)備裝的固態(tài)電池也都是半固態(tài)電池。”
據(jù)了解，半固態(tài)電池內(nèi)部含有少量電解液，是液態(tài)電池到全固態(tài)電池的過渡路線。記者了解到，目前大多數(shù)企業(yè)均將半固態(tài)電池作為研發(fā)固態(tài)電池道路上的第一步。贛鋒鋰業(yè)近日表示，目前公司的第一代固態(tài)電池和二代電池均是半固態(tài)電池。金龍羽表示，公司研發(fā)的固態(tài)電池會(huì)沿著半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、全固態(tài)的技術(shù)路線推進(jìn)，半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)會(huì)使用少量電解液。
目前已有企業(yè)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車。2022年12月推出的嵐圖追光采用自研的“云母”電池系統(tǒng)，搭載的82kWh電池包采用了行業(yè)首個(gè)量產(chǎn)裝車的半固態(tài)電池。嵐圖汽車方面稱這是業(yè)內(nèi)首搭半固態(tài)電池的電動(dòng)汽車。此前，東風(fēng)汽車也曾宣布，公司正在研發(fā)的第二代固態(tài)電池具備高安全性、高能量密度特點(diǎn)，預(yù)計(jì)2024年上半年可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)搭載，屆時(shí)整車?yán)m(xù)航里程可達(dá)1000公里以上。
衛(wèi)藍(lán)新能源于近日宣布車規(guī)級(jí)半固態(tài)動(dòng)力電芯下線，將首先搭載在蔚來ET7車型上。搭載這款半固態(tài)電池的蔚來ET7預(yù)計(jì)2023年上半年交付，其電池包能量密度達(dá)到360Wh/kg，更可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘、續(xù)航400公里。
近日，孚能科技在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，目前公司已有半固態(tài)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車。
優(yōu)勢(shì)有待進(jìn)一步體現(xiàn)
值得注意的是，目前大多數(shù)企業(yè)公布的固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間均在2025年后。中國科學(xué)院院士歐陽明高曾表示：“固態(tài)電池真正投入大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的大概時(shí)間在2025年-2030年之間。實(shí)際上，我國市場(chǎng)現(xiàn)在就有，只不過是用在無人機(jī)、柔性電子等小電子產(chǎn)品身上。”
雖然目前固態(tài)電池商業(yè)化還不成熟，但潛力巨大。歐陽明高認(rèn)為，未來動(dòng)力電池很有可能出現(xiàn)更多材料體系方面的創(chuàng)新。中信建投的研報(bào)指出，固態(tài)電池若能發(fā)揮并強(qiáng)化安全性的部分優(yōu)勢(shì)，力爭(zhēng)占據(jù)能量密度優(yōu)勢(shì)，將倍率、循環(huán)壽命和工藝性進(jìn)一步優(yōu)化，則可鞏固其優(yōu)勢(shì)場(chǎng)景下的核心潛在客戶。如果性能和成本進(jìn)展顯著，那么其市場(chǎng)空間會(huì)擴(kuò)大，并成為鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)路線，至2025年，全球各類固態(tài)電池市場(chǎng)或達(dá)千億元規(guī)模。
“固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后高能量密度、安全性好的優(yōu)勢(shì)才能得到體現(xiàn)，未來逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后還會(huì)有一個(gè)成本逐漸降低的過程。”上述業(yè)內(nèi)人士表示。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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固態(tài)電池
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