中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：連日以來(lái)，固態(tài)電池概念風(fēng)生水起。
2月7日，千億鋰礦巨頭贛鋒鋰業(yè)（SZ:002460）宣布，控股子公司江西贛鋒鋰電科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“贛鋒鋰電”）在固態(tài)電池領(lǐng)域獲得新突破，搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動(dòng)SUV賽力斯SERES-5計(jì)劃于2023年3月開(kāi)始交付。
賽力斯官方表示，該款新車搭載的90kWh半固態(tài)電池最大續(xù)航里程（WLTP）為530km。
此消息公布后引發(fā)了廣泛關(guān)注，國(guó)內(nèi)固態(tài)電池概念股更是迎來(lái)了一波集體狂飆。
而海外關(guān)于固態(tài)電池的最新進(jìn)展也不斷爆出。幾天前，日本汽車制造商日產(chǎn)（Nissan）宣布，正在全力推出一款裝載全固態(tài)電池的電動(dòng)車。而此前不久，德國(guó)寶馬集團(tuán)宣布，寶馬將打造全固態(tài)電池中試生產(chǎn)線，2025年推出首輛原型車。
不過(guò)，熱潮之下，不少業(yè)內(nèi)人士向澎湃新聞?dòng)浾咧赋?，囿于性能和成本因素，固態(tài)電池離大規(guī)模在電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域上應(yīng)用，仍有遙遠(yuǎn)的距離。固態(tài)電池可以看作未來(lái)電池的一種方向，但不能指望其能“一種技術(shù)包打天下”，更不能“為了固態(tài)而固態(tài)?！?
“半固態(tài)”、“全固態(tài)”傻傻分不清？
首先，若仔細(xì)分辨，贛鋒鋰業(yè)的“三元固液混合鋰離子電池”和日產(chǎn)、寶馬的全固態(tài)電池有著不小區(qū)別。其三元固液混合鋰離子電池也即是“半固態(tài)電池”，被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種過(guò)渡技術(shù)。
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)陳永翀向澎湃新聞?dòng)浾呓榻B，“最早業(yè)內(nèi)只有固態(tài)電池一個(gè)單純的概念，即電池使用固體電極和固體電解質(zhì)，而不是傳統(tǒng)鋰離子電池中的液體或凝膠電解質(zhì)?！?/strong>
與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，全固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)在于具有更高的能量密度，更長(zhǎng)的貨架期，并且由于降低了液體電解質(zhì)泄漏和易燃性的風(fēng)險(xiǎn)而提高了安全性。
“但由于固態(tài)電池的一些難題非常難以解決，例如界面阻抗的問(wèn)題，所以出現(xiàn)了保留部分液態(tài)電解質(zhì)的‘半固態(tài)電池’，其實(shí)質(zhì)是在原有的凝膠態(tài)聚合物電池上的發(fā)展?！标愑懒堈f(shuō)。
贛鋒鋰電的相關(guān)負(fù)責(zé)人也告訴澎湃新聞?dòng)浾?，此次搭載在賽里斯車型上的“半固態(tài)電池”中“仍然含有一些液體電解質(zhì)?！钡簯B(tài)電解質(zhì)的比例到底是多少，該人士表示，“這是企業(yè)秘密不能透露。”
據(jù)了解，贛鋒鋰業(yè)最早搭載半固態(tài)電池的量產(chǎn)車是東風(fēng)E70，2022年1月，首批50輛東風(fēng)E70開(kāi)始進(jìn)行示范運(yùn)營(yíng)。
2022年12月15日，東風(fēng)旗下嵐圖品牌正式發(fā)布追光轎車，其中82kWh版本搭載的是半固態(tài)電池包，CLTC工況續(xù)航里程為580km，首批新車已經(jīng)于2023年1月13日量產(chǎn)下線，將于今年上半年交付，官方稱之為全球首款量產(chǎn)裝車半固態(tài)電池的車型。
在國(guó)內(nèi)，除了贛鋒鋰業(yè)，半固態(tài)電池的積極參與者還有蔚來(lái)汽車、孚能科技、清陶能源、國(guó)軒高科等。
蔚來(lái)聯(lián)合創(chuàng)始人秦力洪近日表示，搭載150kWh半固態(tài)電池的車型將于今年上半年推出，車型很可能是蔚來(lái)ET7，電池來(lái)自衛(wèi)藍(lán)新能源。2022年11月，衛(wèi)藍(lán)新能源在浙江湖州舉行了車規(guī)級(jí)固態(tài)動(dòng)力電芯下線儀式，電池包能量密度為360Wh/kg，充電10分鐘可補(bǔ)充400km續(xù)航。
孚能科技近日表示，目前公司已有半固態(tài)電池產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)裝車，此前消息顯示，孚能科技的半固態(tài)電池中試樣品能量密度達(dá)到330Wh/kg，并且已布局400Wh/kg產(chǎn)品。
此外，清陶能源的半固態(tài)電池產(chǎn)品也將搭載于哪吒U車型中，與上汽合作的車型預(yù)計(jì)于2023年落地。
去年5月份，國(guó)軒高科發(fā)布了能量密度達(dá)到360Wh/kg的三元半固態(tài)電池，預(yù)計(jì)今年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，搭載該電池的高合汽車HiPhiX電動(dòng)車將實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航，以及3.9秒的百公里加速。
不過(guò)，一些業(yè)內(nèi)人士表示，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的半固態(tài)電池，雖然名字上跟固態(tài)電池很相似，可實(shí)際上反而與當(dāng)前的液態(tài)鋰離子電池關(guān)系更近。其仍需要電解液和隔膜，產(chǎn)品形態(tài)上并沒(méi)有本質(zhì)上的創(chuàng)新，仍屬于改良型的方案。
清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人、總經(jīng)理、高級(jí)工程師李崢在去年的公開(kāi)演講中介紹說(shuō)，現(xiàn)在清陶已經(jīng)量產(chǎn)的半固態(tài)電池產(chǎn)品，電解質(zhì)的液體含量在10%以下，“電解質(zhì)以氧化物為主，添加聚合物形成復(fù)合電解質(zhì)，再加上浸潤(rùn)液體。”李崢說(shuō)。
“從產(chǎn)線和工藝的角度來(lái)說(shuō)，跟傳統(tǒng)鋰離子電池相比，目前看來(lái)有30%的創(chuàng)新?！崩顛樚寡裕皩?shí)際上并沒(méi)有解決固態(tài)和固態(tài)之間相接觸的界面不夠完美的問(wèn)題，界面浸潤(rùn)和黏合形成了工藝壁壘?！?
陳永翀則對(duì)澎湃新聞?dòng)浾弑硎?，相較于傳統(tǒng)鋰離子電池，半固態(tài)電池由于使用的液態(tài)電解質(zhì)更少，因此安全性相對(duì)更高，由于體積小，能量密度上也有優(yōu)勢(shì)。但劣勢(shì)主要在于循環(huán)性能較差，低溫時(shí)電池的充放電倍率較低，電池在生產(chǎn)中容易表現(xiàn)出不一致性，而成本也相對(duì)于液態(tài)鋰離子電池更高。
全固態(tài)電池——只是未來(lái)電池技術(shù)的一條路線
反觀國(guó)外，車企和相關(guān)電池企業(yè)則似乎跳過(guò)了半固態(tài)階段，集中火力進(jìn)攻全固態(tài)堡壘。
日產(chǎn)負(fù)責(zé)歐洲研發(fā)的高級(jí)副總裁大衛(wèi)·莫斯（David Moss）稱，日產(chǎn)研發(fā)的全固態(tài)電池和現(xiàn)在的液體電解液鋰離子電池相比，成本會(huì)降低50%，能量密度提高1倍，并且可提供比現(xiàn)在電池快3倍的充電速度。
日產(chǎn)正在和英國(guó)牛津大學(xué)合作開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，已經(jīng)從紐扣電池開(kāi)發(fā)到10cm的方形電池。日產(chǎn)計(jì)劃在2025年建立并運(yùn)行全固態(tài)電池試點(diǎn)生產(chǎn)廠，到2026年完成初始技術(shù)的工程設(shè)計(jì)，然后在2028年首次應(yīng)用在汽車上，逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
圖為日產(chǎn)的全固態(tài)電池產(chǎn)品測(cè)試線
而根據(jù)寶馬集團(tuán)的計(jì)劃，其合作的Solid Power公司將在2023年向?qū)汃R集團(tuán)交付全尺寸的全固態(tài)電池用于測(cè)試，第一輛采用全固態(tài)電池的寶馬原型車計(jì)劃在2025年之前推出，2030年之前將實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)。
不過(guò)，《日經(jīng)中文網(wǎng)》在一篇最新的文章中最新指出，全固態(tài)電池最初被期待在2020年代前半期就搭載于純電動(dòng)汽車，但開(kāi)發(fā)速度緩慢，目前看來(lái)，其量產(chǎn)仍然需要邁過(guò)三道難關(guān)。
一是如果電極在充放電時(shí)膨脹和收縮，與固體電解質(zhì)的界面將分離，性能隨之下降。
二是在固體電解質(zhì)之中，導(dǎo)電離子不易移動(dòng)。
在固體電解質(zhì)之中，硫化物的離子相對(duì)比較容易移動(dòng)。不過(guò)，生產(chǎn)電池和發(fā)生故障時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生有害的硫化氫，這是第三個(gè)障礙。
更值得注意的是，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在2022年3月的一次官民協(xié)商會(huì)議上，針對(duì)此前日本企業(yè)“集中投資全固態(tài)電池”的策略進(jìn)行了罕見(jiàn)的反思。
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省坦言，由于中韓企業(yè)在現(xiàn)有電池的技術(shù)和競(jìng)爭(zhēng)力方面超過(guò)了日本，“在全固態(tài)電池商用化之前，日本企業(yè)有可能失勢(shì)，不得不撤出市場(chǎng)”。會(huì)議表示，將對(duì)加強(qiáng)液態(tài)電池生產(chǎn)基礎(chǔ)的大規(guī)模投資提供支援。
而陳永翀對(duì)澎湃新聞?dòng)浾弑硎荆虘B(tài)電池未來(lái)或許能夠在電子芯片等小型領(lǐng)域應(yīng)用，但是要做大容量，應(yīng)用到電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能領(lǐng)域，還相當(dāng)遙遠(yuǎn)。“要考慮性能、成本的問(wèn)題?！标愑懒堈f(shuō)。
“如果現(xiàn)有的磷酸鐵鋰等液態(tài)電解質(zhì)電池能夠解決安全、能量密度等問(wèn)題，那么就不能為了固態(tài)而固態(tài)?！标愑懒堈f(shuō)，“固態(tài)電池可以是未來(lái)電池的一種路線，但不能寄希望一種技術(shù)包打天下。”
