中國儲能網(wǎng)訊：中國汽車工業(yè)協(xié)會近日公布的數(shù)據(jù)顯示，2023年我國新能源汽車產(chǎn)銷量突破900萬輛，市場占有率超過30%，連續(xù)9年保持全球新能源汽車產(chǎn)銷量第一，已成為引領全球汽車產(chǎn)業(yè)轉型的重要力量。不過，伴隨著新能源汽車的快速發(fā)展，消費者對其安全性能、續(xù)駛里程、使用條件等需求也在持續(xù)提升。在此背景下，匯集多重優(yōu)勢的全固態(tài)電池技術被業(yè)內(nèi)寄予厚望。
“全固態(tài)電池是公認的下一代電池首選方案之一，被中國、美國、日本、韓國等國家列入重要發(fā)展戰(zhàn)略，已成為下一代電池技術競爭的關鍵制高點?！敝袊茖W院院士、清華大學教授歐陽明高在近日舉辦的中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺成立大會暨中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上表示，全固態(tài)電池具有跨學科的特性，技術門檻極高，目前研發(fā)面臨巨大挑戰(zhàn)。
■ 或是未來鋰電的終極形態(tài)
當前，我國在以液態(tài)鋰離子電池為主流的動力電池領域競爭優(yōu)勢明顯。
數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國動力電池累計裝車量達到387.7GWh，同比增長31.6%。其中，三元電池累計裝車量達到126.2GWh，占總裝車量32.6%，同比增長14.3%；磷酸鐵鋰電池累計裝車量達到261GWh，占總裝車量的67.3%，同比增長42.1%。在全球動力電池裝機量前十名的企業(yè)中，我國企業(yè)占據(jù)六席，市場份額超過60%。
“從技術角度看，三元鋰電池的能量密度極限在300Wh/kg左右。從整車發(fā)展看，電池要做輕、做小，要突破300Wh/kg，就對整個電池開發(fā)以及整車開發(fā)提出了新要求?！睎|風汽車集團有限公司研發(fā)總院副院長史建鵬指出。
在史建鵬看來，液態(tài)電池目前主要存在三大痛點：安全問題、里程焦慮問題和能量密度問題。“固態(tài)電池兼具安全性和高能量密度優(yōu)勢，有可能在下個賽道中成為關鍵。當前，無論是國內(nèi)外整車廠，還是零部件公司、電池公司、材料公司，都爭相在固態(tài)電池方向發(fā)力?！?
“固態(tài)電池可能是未來鋰電的終極形態(tài)，正在成為一種行業(yè)共識。”中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會理事長鄭宏宇表示，“目前，A股中固態(tài)電池概念股60家企業(yè)的總市值達到2.7萬億元，2023年前三季度總營收合計1.95萬億元，總資產(chǎn)合計4.1萬億元?！案鶕?jù)中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會預測，2024年全球固態(tài)電池（含半固態(tài)電池）需求量為2.3GWh，2030年全球固態(tài)電池需求量有望達到220GWh，2024—2030年需求量的年復合增長率將達到114%?！?
■ 一系列關鍵技術待突破
在多位專家看來，電池技術的創(chuàng)新周期大約是30年。自2000年起，鋰離子電池開始在動力方面應用，預計到2030年，全固態(tài)電池有望實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但目前，全固態(tài)電池仍有一系列關鍵技術待突破。
中國工程院院士、中國科學院物理研究所研究員陳立泉表示，為提升全固態(tài)電池的能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命，不僅要關注其基礎科學問題，如新型電解質(zhì)材料、界面改性和電池失效的機制，也要重視關鍵技術問題，如電解質(zhì)的批量生產(chǎn)制備技術、大面積固態(tài)電解質(zhì)薄膜連續(xù)制備技術、全固態(tài)電池一體化制備技術。
“整體看，全固態(tài)電池在固態(tài)電解質(zhì)材料、固固界面接觸等方面存在一系列亟待突破的科學和技術難題，亟需產(chǎn)學研各方及上下游企業(yè)通力合作，以創(chuàng)新聯(lián)合體、創(chuàng)新聯(lián)盟等形式研究突破。”工信部裝備工業(yè)一司副司長郭守剛表示。
歐陽明高也指出，固態(tài)電池研發(fā)首先面臨科學技術方面的挑戰(zhàn)，需要從關鍵材料、界面、復合電極、單體電池不同層面解決；第二，全固態(tài)電池面對工藝設備挑戰(zhàn)，如果用濕法工藝，大概能保留一半的現(xiàn)有設備，如果用干法工藝，2/3的設備都不能用，所以必須要實現(xiàn)設備廠商同步；第三，中國電池產(chǎn)業(yè)鏈全球領先，如果研制生產(chǎn)全固態(tài)電池，那么對電池全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈都會造成巨大影響。
■ 亟需產(chǎn)學研通力合作
作為下一代動力電池的重要技術路線，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)離不開產(chǎn)學研在功能與資源優(yōu)勢上的協(xié)同與集成化。
據(jù)了解，此次揭牌成立的“中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺”將加速固態(tài)電池科研成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉化，提升科技創(chuàng)新，同時強化固態(tài)電池行業(yè)共性關鍵技術的研究與推廣應用，加快推動固態(tài)電池技術產(chǎn)業(yè)化進程。
“雖然固態(tài)電池當前面臨一系列技術挑戰(zhàn)，但我們不能被這些困難壓倒，要一個個解決?！睔W陽明高坦言，我國需要跨越創(chuàng)新周期，迎接國際新一輪電池技術競爭。
歐陽明高指出，在全球范圍內(nèi)，現(xiàn)階段固態(tài)電池主要以全固態(tài)電池為主導，其中硫化物電解質(zhì)占據(jù)主導地位。我國固態(tài)電池技術路線呈現(xiàn)多元化特點，以固液混合為主要特點?！皬娜袠I(yè)看，我們既要發(fā)展?jié)u進性的半固態(tài)技術路線，又要防范激進型全固態(tài)技術路線帶來的顛覆性風險。中國全固態(tài)電池的研發(fā)目前還需統(tǒng)一認知，聚集力量，協(xié)調(diào)產(chǎn)學研，聯(lián)合起來建立協(xié)同創(chuàng)新平臺，共同突破產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術?！?
郭守剛也建議，首先，要一體化布局基礎研究和關鍵核心技術攻關；其次，要補齊支撐技術和共性平臺發(fā)展的短板，持續(xù)提升基礎支撐能力；第三，要持續(xù)優(yōu)化應用環(huán)境，持續(xù)構建和諧共生的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，加速全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應用。
