中國儲能網(wǎng)訊:
Q:目前全固態(tài)電池產業(yè)的發(fā)展情況如何?今年應用端的進展對產業(yè)發(fā)展帶來了哪些變化?
A:目前全固態(tài)電池主要還處于放大生產階段,國外的進展相對領先,國內的進展稍慢,還在實驗室階段。盡管國外的競爭對手已經(jīng)開始投產,但全球市面上還未有廣泛開售的產品。就應用端來說,短期內有多家廠商開始選擇半固態(tài)電池,但這對產業(yè)的快速推廣和規(guī)?;杂欣щy,其中技術問題尚未解決,安全性問題也未完全克服。從商業(yè)化角度來看,半固態(tài)電池的應用起初并不局限于車用電池,而目前主要在小型消費品領域,例如無人機中見到應用,未來商業(yè)化的發(fā)展可能首先從低空經(jīng)濟和金融經(jīng)濟領域快速發(fā)展,并非我們預期的車用市場。
Q:有關上汽與固態(tài)電池的合作項目,您對其產品的核心技術和宣傳有何看法?
A:上汽合作項目中關于固態(tài)電池的技術看點在于,正極材料的處理方式不同于傳統(tǒng)極片,這可能有益于后期進行全固態(tài)電池制造的經(jīng)驗積累。同時,上汽提到了電池快充性能的優(yōu)勢,但就目前所知,半固態(tài)電池快充性能并未體現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。盡管有宣傳其能實現(xiàn)的快充速度,但可能存在夸大成份,因為快充速度雖然達到2c至3c的水平,但這不足以成為賣點。
Q:目前在固態(tài)電池的充電倍率方面,有多少是實現(xiàn)可行的?
A:宣傳中提到的4C甚至5C的快充有條件限制,比如只在某一電量段內可達到,并非全范圍可實現(xiàn)。電池充滿的過程其實還是需要時間的。如果沒有足夠的安全保護,過快的充電會導致顯著的電池性能退化,從而降低使用壽命。理論上可以實現(xiàn)更高的充電速度,但這需要對材料和設計進行精心優(yōu)化,同時也要平衡壽命和性能。人們追求快充,有時會犧牲掉其他的性能指標。
Q:新型電池結構和制造工藝在未來有何發(fā)展趨勢?
A:新型電池結構和制造工藝的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在多層涂布技術的應用,以及相關設備精密性的提高。隨著多層涂布工藝的進步,可能會出現(xiàn)三層、四層涂布,這將帶來新的高端設備需求。固態(tài)電池的發(fā)展需要考慮非傳統(tǒng)溝通卡通技術,例如分層堆看技術和復合集流體的開發(fā),因為它們不僅反應了電池技術的進步,而且預示著未來電池制造設備的需求變化。
Q:目前固態(tài)電池的成本計算情況怎樣?
A:對于不同的電池類型,成本差異明顯。以硫化鋰為例,若按當前市場價一百多萬一噸計算,固態(tài)電池的成本會相對較高,可能是現(xiàn)有液態(tài)電池的數(shù)倍。但如果實施內部合成,成本可以顯著降低。采用非傳統(tǒng)的負極材料,例如鋁金屬,成本可能會進一步下降,甚至低于當前液態(tài)電池。而制造工藝例如涂覆技術的厚度和次數(shù),以及干法壓實等也會影響成本,但目前階段成本并不是主要的考量因素,更專注于性能的提升。
Q:固態(tài)電池未來在飛行汽車中的成本要求有何展望?
A:雖然目前對固態(tài)電池的成本沒有嚴格要求,但是未來如果要實現(xiàn)更廣泛的應用,如空中出租車,就必須要考慮到出行成本,這將對電池的成本控制提出新的需求。具體成本要求將取決于客戶對飛行汽車的期望以及相應的業(yè)務模型。因此,未來材料的成本控制會因為下游需求而有可能進行必要的調整和優(yōu)化。
Q:固態(tài)電池中哪些材料體系是未來發(fā)展的關鍵點?
A:固態(tài)電池未來的發(fā)展關鍵在于若干特定材料體系的應用。首先,正極材料方面,人造碳纖維起到導電作用,隨著技術進步預計應用量將大幅上升。當前,針對單品碳板這類產品在國內還沒有形成整體的生產規(guī)模,多數(shù)產品無法從俄羅斯進口,這是需要關注的點。其次,電解液上,新型的丙磷酸酯類電解液(EV劑)的需求有望快速上升,它與大面積熱化石材料相匹配,因此這些材料的需求也會隨之增長。
Q:目前固態(tài)電池在向固態(tài)轉變的過程中面臨哪些難點,并預計何時固態(tài)電池能夠大規(guī)模商用?
A:固態(tài)電池在目前有多個應用場景中存在一些問題。電池需要的功率特別高,如飛行汽車、消費電子領域等;固態(tài)電池的功率輸出并不理想。此外,導電子和導離子可能受到顆粒位置影響,存在安全性和功率輸出的問題。盡管固態(tài)電池具有高能量密度和輕量化的優(yōu)勢,但現(xiàn)有的產品力還達不到多場景需求。尤其是在需要快速充電的場景下,例如出租車或工業(yè)領域,固態(tài)電池還不能滿足這些高倍率下的使用需求。目前來看,盡管固態(tài)電池在某些特定場景下能夠滿足需求,但是全場景下的市場要求還無法達到,需要進一步提高產品性能。從現(xiàn)有進展看,大約在2027年左右,固態(tài)電池可能會實現(xiàn)大規(guī)模應用,尤其是如果航空級別的安全性得到驗證,并在空中應用中展現(xiàn)可靠性,將來可能也會擴展到汽車等其它領域。目前市場對于高質量固態(tài)電池的需求也越發(fā)明晰,只要成本問題得到解決,固態(tài)電池的推廣就具備了可能性。