中國儲能網(wǎng)訊：全固態(tài)電池“國家隊(duì)”或正在集結(jié)。
5月29日，中國日報(bào)消息稱，我國或?qū)⑼度?0億元用于全固態(tài)電池研發(fā)，包括寧德時(shí)代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍(lán)新能源和吉利共六家企業(yè)或獲得政府基礎(chǔ)研發(fā)支持。當(dāng)日，記者就此事向企業(yè)求證，暫未獲得回應(yīng)。
與此同時(shí)，動(dòng)力電池的競爭愈發(fā)激烈，企業(yè)們紛紛加快了固態(tài)電池的研發(fā)步伐，并爭相公布各自的量產(chǎn)時(shí)間表。然而，在追求技術(shù)突破和市場占有率的同時(shí)，商業(yè)化進(jìn)程仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。其中，成本過高無疑是制約固態(tài)電池商業(yè)化的首要因素。
相較于傳統(tǒng)的液態(tài)電池，固態(tài)電池在生產(chǎn)成本上存在顯著差距。固態(tài)電池采用了全新的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這些創(chuàng)新帶來了更高的生產(chǎn)成本。
為了應(yīng)對成本過高的挑戰(zhàn)，已有企業(yè)開始另辟蹊徑，將半固態(tài)電池作為折中方案。但其性能與全固態(tài)電池相比仍存在一定差距。因此，如何在保證性能的前提下進(jìn)一步降低成本，仍是固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程中需要解決的重要問題。業(yè)內(nèi)人士分析稱，未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和工藝的持續(xù)優(yōu)化，全固態(tài)電池的成本有望進(jìn)一步降低，從而推動(dòng)其商業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程。
企業(yè)爭先公布固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間表
在本次傳言中，六名“國家隊(duì)”備選隊(duì)員分為鋰電企業(yè)和車企兩類。記者梳理發(fā)現(xiàn)，這些企業(yè)均公布了固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間，且大多集中于2027年。
今年4月，寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱公開表示，全固態(tài)電池的成熟度指標(biāo)，若用1-9數(shù)字表示，寧德時(shí)代目前的成熟度在4的水平，目標(biāo)是2027年到7-8的水平。在吳凱看來，到2027年，寧德時(shí)代有大概率可以實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)，但受成本等因素制約，大規(guī)模生產(chǎn)尚不能實(shí)現(xiàn)。
衛(wèi)藍(lán)新能源是北京民營企業(yè)。衛(wèi)藍(lán)新能源董事會主任陳麗葉向新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者介紹，預(yù)計(jì)到2026年年底，企業(yè)可實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)，屆時(shí)電池的安全性將進(jìn)一步提升。
上市公司聯(lián)泓新科5月30日回應(yīng)進(jìn)展時(shí)表示，公司與衛(wèi)藍(lán)合資設(shè)立了控股子公司聯(lián)泓衛(wèi)藍(lán)，開展固態(tài)電池、半固態(tài)電池等新型電池關(guān)鍵功能材料的開發(fā)，現(xiàn)已在電解質(zhì)和硅碳負(fù)極相關(guān)關(guān)鍵功能材料等方面形成了部分技術(shù)成果。
而在車企中，5月24日，上汽集團(tuán)宣布了全固態(tài)電池量產(chǎn)的時(shí)間表。據(jù)介紹，上汽集團(tuán)的全固態(tài)電池基于材料和工藝的簡化和創(chuàng)新，從電芯端到 PACK端，單位成本最多可降低40%。
根據(jù)計(jì)劃，今年10月，搭載光年固態(tài)電池的智己L6，即將正式交付用戶，能量密度超過300Wh/kg，續(xù)航里程超過一千公里。2026年，全固態(tài)電池將實(shí)現(xiàn)交付量產(chǎn)，并完成樣車測試，能量密度超過400Wh/kg，是傳統(tǒng)動(dòng)力電池的一倍以上。
到2027年，搭載全固態(tài)電池的智己新車將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并正式交付用戶。未來，全固態(tài)電池的能量密度有望進(jìn)一步提升至500Wh/kg。
深度科技研究院院長張孝榮向新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者介紹，固態(tài)電池是一種改用玻璃化合物取代電解液的鋰電池，能量密度、安全性都更高。北方冬季的低溫天氣對電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程影響過大，而固態(tài)電池是能夠根本解決安全性及低溫性能問題的主流方案。
相比于液態(tài)電池，固態(tài)電池的安全性更高，不會產(chǎn)生漏液，也不會在車輛撞擊時(shí)因?yàn)樾孤┒鴮?dǎo)致電池爆炸或燃燒。此外，固態(tài)電池的能量密度有所提升，可以大幅增強(qiáng)電池續(xù)航里程。而固態(tài)電池的體積小、質(zhì)量小，有利于車輛減重，從而也能實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程的進(jìn)一步提升。
中科院物理研究所博士生導(dǎo)師吳凡也介紹，固態(tài)電池是解決安全性和提升能量密度的重要方向和技術(shù)。他稱：“有機(jī)電解液是電車起火爆炸的罪魁禍?zhǔn)祝虘B(tài)電池可以從根本上解決這個(gè)問題，沒有起火燃燒爆炸的隱患，安全性大幅度提升。”
商業(yè)化進(jìn)程仍面臨挑戰(zhàn) 成本過高是首因
盡管市場熱情被點(diǎn)燃，但固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程卻面臨諸多挑戰(zhàn)。
“現(xiàn)在固態(tài)電池的成本還是太高了”，張孝榮介紹稱，成本與電導(dǎo)率低是固態(tài)電池目前的劣勢。舉例來說，固態(tài)電池（石墨負(fù)極）的成本大約為150美元/kWh，而液態(tài)電池（石墨負(fù)極）的成本為120美元/kWh。這意味著固態(tài)電池的成本比液態(tài)電池高約3成。
另外，有數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段固態(tài)電池的每千瓦時(shí)成本大約為150美元，幾乎是三元鋰電池的兩倍。如果使用現(xiàn)有技術(shù)制造足以為汽車供電的固態(tài)電池，其成本可能非常高昂。
張孝榮提到，預(yù)計(jì)在2026年后，隨著產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，固態(tài)電池的成本有望接近液態(tài)電池。不過這也需要通過提高固態(tài)電池的產(chǎn)量，拉低材料成本，還需要通過優(yōu)化固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)鏈，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低固態(tài)電池的成本。此外，通過研發(fā)復(fù)合電解質(zhì)，結(jié)合不同材料的優(yōu)勢，可以提高固態(tài)電池的性能和降低成本。
雖然固態(tài)電池目前尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，但其在新能源汽車、3C電子及全球儲能等領(lǐng)域已經(jīng)開始展現(xiàn)其市場價(jià)值。
中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)，作為一項(xiàng)顛覆性技術(shù)，若固態(tài)電池能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，逐步提升滲透率，到2025年固態(tài)電池在動(dòng)力電池中的市場空間能達(dá)到60億元左右。
但需要注意的是，也有不少車企負(fù)責(zé)人對固態(tài)電池的量產(chǎn)并不看好。蔚來汽車創(chuàng)始人李斌曾公開表示，全固態(tài)電池的量產(chǎn)還是很遠(yuǎn)的事情，真正的全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需5-10年。
已有企業(yè)另辟蹊徑 加碼半固態(tài)電池
全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需時(shí)日，如今在市面上，不少公司另辟蹊徑加碼半固態(tài)電池。今年5月，比克電池發(fā)布三款半固態(tài)鋰電池系列新品。據(jù)了解，比克動(dòng)力正在規(guī)劃金屬鋰負(fù)極半固態(tài)電池，計(jì)劃在2024年底將能量密度提升至450Wh/kg。
福田汽車在5月30日公開表示，公司半固態(tài)電池目前已在輕卡上進(jìn)行技術(shù)研發(fā)及搭載測試。同時(shí)，公司正在合作研究固態(tài)電池在車輛上的應(yīng)用。
此外，長安、廣汽等車企都有計(jì)劃推出搭載半固態(tài)電池的新能源車。
半固態(tài)電池在技術(shù)上介于傳統(tǒng)液態(tài)電池和固態(tài)電池之間，具有部分固態(tài)電池的優(yōu)勢，如安全性提升、耐低溫性能增強(qiáng)等。同時(shí)，半固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝相對簡單，成本也較低，更容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
然而，半固態(tài)電池在推廣上仍面臨諸多阻礙。一方面，市場上已有成熟的液態(tài)電池體系路線，新路線的推廣需要克服技術(shù)和市場雙重障礙。另一方面，半固態(tài)電池的性能提升有限，難以完全滿足消費(fèi)者對高能量密度、高安全性電池的需求。
此外，寧德時(shí)代也正另辟蹊徑。此前，寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池，這種電池相比于固態(tài)電池可以更快實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且實(shí)現(xiàn)高比能與高安全兼得，能量密度最高可以做到500Wh/kg。
