充電10分鐘續(xù)航1200公里？刷屏的固態(tài)電池量產有多難
時間:2023-07-19 08:39來源:新京報貝殼財經 作者:王琳琳
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寧德時代首席科學家吳凱直言，“全固態(tài)電池目前還有些核心問題亟待解決。如果豐田說現(xiàn)在能量產全固態(tài)電池，我表示懷疑。目前全行業(yè)誰都不具備量產全固態(tài)電池的能力。至于到2027年能否量產，作為技術人員，我也很難說得準確。”
“充電10分鐘甚至更短，續(xù)航可達到1200公里。”隨著豐田汽車宣布其固態(tài)電池研究取得突破，固態(tài)電池近日熱度升溫，不斷刷屏。
7月14日，巴斯夫宣布與長三角物理研究中心在江蘇省溧陽市成立聯(lián)合研究中心，將重點關注固態(tài)電池和鈉離子電池。同日，德爾股份在回答投資者提問時表示目前正在積極推進固態(tài)電池產品測試的相關研發(fā)工作。
而就在幾天前，蔚來汽車更新用戶手冊，全新ES6等在內的6款車型手冊中都添加了關于150kWh電池包的信息，這也意味著蔚來汽車的半固態(tài)電池量產上市在即。
不過，發(fā)明10年的固態(tài)電池離量產仍很遙遠。豐田汽車表示，預計在2027年至2028年逐步實現(xiàn)固態(tài)電池的規(guī)模化生產。國內同行對固態(tài)電池量產也沒有明確時間表。
而阻礙量產的一大問題是成本。
雖然如此，動力電池向固態(tài)電池發(fā)展的方向已越來越清晰。真鋰研究首席分析師墨柯在接受新京報貝殼財經記者采訪時表示，單從能量密度提高方面來看，最具確定性的依然是鋰離子電池，但具體的技術方向以固態(tài)電池為主，固態(tài)電池的能量密度可以到400Wh/kg甚至更高。
車企與電池廠布局背后：固態(tài)電池優(yōu)勢在哪？
實際上，不只是豐田汽車在固態(tài)電池領域有所布局，和豐田汽車并稱為日系三巨頭的日產汽車和本田汽車也已發(fā)布固態(tài)電池的規(guī)劃。日產汽車計劃在2028年推出首款搭載固態(tài)電池的量產車型；本田汽車則規(guī)劃在2024年啟用固態(tài)電池的實驗生產線，所生產的電池將用于2020年代后半期推出的車型，該生產線的投資將達到430億日元。
此外，寶馬集團也提出計劃2025年前推出全固態(tài)電池原型車，2030年應用于量產車。
而國內很多企業(yè)將半固態(tài)電池作為固態(tài)電池的切入點，如上汽集團與清陶能源合作研發(fā)半固態(tài)電池，預計2023年推出半固態(tài)電池車型，2025年實現(xiàn)大規(guī)模量產；東風汽車2024年半固態(tài)電池量產裝車；寧德時代雖未明確半固態(tài)電池和固態(tài)電池的量產時間點，但也表示目前正在研發(fā)全固態(tài)電池。
而讓各家動力電池廠和車企趨之若鶩的固態(tài)電池的優(yōu)勢在哪里？
固態(tài)電池和液態(tài)電池均為鋰電池的分支，主要差別在于電解質的使用，兩者分別采用固態(tài)和液態(tài)電解質材料。北京特億陽光新能源總裁祁海珅對新京報貝殼財經記者表示，鋰電最重要的追求是高能量密度、高安全性和高循環(huán)壽命，在這三重需求下，固態(tài)電池在目前來說是最好的發(fā)展路徑。
相比之下，全固態(tài)電池在降低電池起火和爆炸風險的基礎上可以選擇更高容量的正負極材料，有望將動力電池的能量密度提高至500Wh/kg以上，較目前的水平接近翻番。祁海珅表示，鋰電行業(yè)最終還是要向固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展的，它的路徑應該從目前的液態(tài)、固液混合到全固態(tài)電池。他進一步表示，目前固態(tài)電池處于產業(yè)化前期，不同技術路線有不同的企業(yè)在跟進，核心問題是材料性能的改善。
突破與質疑：固態(tài)電池量產難在哪？
對于豐田而言，固態(tài)電池是其在電動汽車領域打翻身仗的主要希望。
日前，豐田汽車表示，其固態(tài)電池的研究取得突破，電池重量、體積和成本都將減半，充電10分鐘甚至更短，續(xù)航可達到1200公里。而按照豐田汽車透露的生產計劃，2025年前豐田的全固態(tài)電池將實現(xiàn)小規(guī)模量產，首先搭載在混動車型上；預計將在2027年開始為電動汽車生產固態(tài)電池，在2027年至2028年逐步實現(xiàn)固態(tài)電池的規(guī)模化生產，到2030年前豐田全固態(tài)電池要實現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定生產。
對此，業(yè)內人士存有質疑。寧德時代首席科學家吳凱直言，“全固態(tài)電池目前還有些核心問題亟待解決。如果豐田說現(xiàn)在能量產全固態(tài)電池，我表示懷疑。目前全行業(yè)誰都不具備量產全固態(tài)電池的能力。至于到2027年能否量產，作為技術人員，我也很難說得準確。”
而對豐田提出的成本減半目標，吳凱認為，電池成本減半其實很難做到，即使固態(tài)電池完全不需要電解液和隔膜，成本也降不了一半。
被質疑的背后是固態(tài)電池本身存在亟待攻克的難題。汽車行業(yè)分析師張翔認為，固態(tài)電池的發(fā)展有點慢，從發(fā)明到現(xiàn)在已經有十多年了，但是一直沒有實現(xiàn)量產。
豐田汽車也曾在固態(tài)電池的量產上出現(xiàn)過跳票。2017年豐田汽車曾表示將在東京奧運會上展示固態(tài)電池技術，但因技術挑戰(zhàn)，被迫推遲到2025年量產；時至2021年又表示量產計劃推遲至2027年。
祁海珅進一步表示，電池成本占比較高，車企布局電池能夠有效降低成本，掌握核心技術，未來動力電池企業(yè)或將成為大部分車企布局的重點。
但業(yè)內認為固態(tài)電池的量產仍存在很大難題。墨柯表示，目前豐田已生產出固態(tài)電池樣品并裝車測試，但可能仍存問題需要解決或者量產計劃還未搞定。有觀點認為，固態(tài)電池目前仍面臨負極、電解液材料技術突破等問題，若要以金屬鋰應用固態(tài)電池負極材料，還會面臨相當?shù)某杀緣毫Α?/div>
(責任編輯：子蕊)
祁海珅認為，固態(tài)電池目前還面臨產業(yè)化、規(guī)模化難題。最主要的就是成本，固態(tài)電解質目前用到的部分稀有金屬原材料價格較高，氧化物電解質含鋯、硫化物電解質含鍺，疊加為高能量密度使用的高活性正負極材料尚未成熟，固態(tài)電解質和正負極成本較高。
其次，全固態(tài)對生產工藝、質量控制、材料問題、工程化問題等也提出了更嚴苛的要求。祁海珅認為 ，未來兩三年內很難看到固態(tài)電池大批量生產，其大規(guī)模產業(yè)化仍有難度，但在一些特定區(qū)域的示范應用或者小批量應用短期內還是可以實現(xiàn)的。
墨柯進一步表示，動力電池向固態(tài)電池發(fā)展的方向已經越來越清晰，布局固態(tài)電池領域的企業(yè)和資本也在增加，而這顯然會加快固態(tài)電池技術的商業(yè)化應用進程。TrendForce發(fā)布的新能源車固態(tài)電池發(fā)展分析報告顯示，隨著車廠加速在固態(tài)電池的投資與研發(fā)，搭配高活性正負極材料的全固態(tài)電池有望在2030年-2035年開始量產。
文章標簽：
固態(tài)電池
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