中國儲能網(wǎng)訊：2月5日，廣汽埃安昊鉑品牌宣布，公司在全固態(tài)電池研發(fā)上再獲新突破。
昊鉑電池研發(fā)部負責人李進表示，此次技術(shù)突破關(guān)鍵點在于將全固態(tài)電池能量密度由300wh/kg提升到350wh/kg的一個水平，這意味著在相同重量下電池的電量可提升3倍。
業(yè)內(nèi)普遍認為，此次技術(shù)提升，標志著全固態(tài)電池的上車更進一步，鋰電池的產(chǎn)業(yè)革新也迎來新進展。
不久前，中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺在北京揭牌。工信部裝備工業(yè)一司副司長郭守剛表示，以全固態(tài)電池為代表的新一代動力電池已成全球動力電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要方向，急需產(chǎn)學研各方、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。
中信證券判斷，隨著半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化與裝車引領(lǐng)，全固態(tài)電池未來可期。同時，伴隨著產(chǎn)業(yè)鏈降本和產(chǎn)業(yè)化程度提升，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)將充分受益。
半固態(tài)電池先行
傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池主要由正極、負極、電解液和隔膜四大關(guān)鍵要素組成。而固態(tài)電池則是一種使用固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)的電池。
傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池兩端為電池的正負極，中間為液態(tài)電解質(zhì)。鋰離子從正極到負極再到正極的來回移動過程中，電池的充放電過程便完成了。固態(tài)電池的工作原理與之相通，充電時正極中的鋰離子從活性物質(zhì)中脫嵌，通過固態(tài)電解質(zhì)向負極遷移。
一位來自動力電池研究院，且從事固態(tài)電池研發(fā)的研發(fā)人員向證券時報記者表示，雖然液態(tài)電池技術(shù)已相對成熟，但仍存在電池熱失控等安全隱患，隨著新能源汽車市場容量快速擴大，動力電池對于高能量密度與高安全性的迫切需求推動著固態(tài)電池的發(fā)展。
與液態(tài)鋰電池相比，固態(tài)電池具備高安全性、高能量密度、體積小、耐低溫等優(yōu)勢。
據(jù)悉，固態(tài)電池可分為半固態(tài)、準固態(tài)、全固態(tài)三種類型，區(qū)別在于所包含的液體電解質(zhì)質(zhì)量。其中，半固態(tài)電池的液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比小于10%，準固態(tài)電池液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比小于5%，而全固態(tài)不含有任何液體電解質(zhì)，其電解質(zhì)材料為固態(tài)。
目前在全球范圍內(nèi)，全固態(tài)電池主要處于研發(fā)和試制階段。上述研發(fā)人員表示，從液態(tài)電池到固態(tài)電池，首先會面臨電解質(zhì)材料的變更，進而帶來工藝上的轉(zhuǎn)變。
據(jù)介紹，目前固態(tài)電池有三大主流技術(shù)路線，包括聚合物固態(tài)電池、氧化物固態(tài)電池和硫化物固態(tài)電池。
材料技術(shù)、制備技術(shù)不夠成熟、生產(chǎn)成本過高，成為制約全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的主要因素。行業(yè)普遍認為，全固態(tài)電池距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化至少還需10年時間。正因如此，半固態(tài)電池成為公認的更利于產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線。
據(jù)介紹，目前日韓和歐美等海外企業(yè)更傾向于硫化物技術(shù)路線，致力于全固態(tài)電池的開發(fā)，產(chǎn)業(yè)化進程相對緩慢；而國內(nèi)企業(yè)多數(shù)選擇氧化物技術(shù)路線，研發(fā)的產(chǎn)品多為半固態(tài)電池。
2023年年底，蔚來創(chuàng)始人、董事長李斌通過直播實測150kWh超長續(xù)航電池包續(xù)航里程，讓半固態(tài)電池的量產(chǎn)上車走向現(xiàn)實場景。搭載該款電池的蔚來純電動轎車ET7最終行駛了1044公里，行駛總時間為12.4小時。
李斌透露道，蔚來150kWh電池是目前全球量產(chǎn)能量密度最大的電池包，能夠適配蔚來所有在售車型。
據(jù)悉，衛(wèi)藍新能源為該款電池的電芯供應(yīng)商，專注于混合固液鋰電池及全固態(tài)電池業(yè)務(wù)。
無獨有偶，2023年8月，同為初創(chuàng)電池企業(yè)的清陶能源與上汽集團聯(lián)合開發(fā)了第一代半固態(tài)電池裝車實驗，測試車輛最大續(xù)航里程達到1083公里。
上汽集團方面透露道，2024年起半固態(tài)電池將在公司不同車型上實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。其中，智己L6將率先應(yīng)用半固態(tài)電池技術(shù)。
國泰君安證券分析稱，固態(tài)電池的普及將先從半固態(tài)開始，循序漸進。后續(xù)待技術(shù)穩(wěn)定，工藝確定后成本下降，半固態(tài)電池將慢慢起量，而后逐步迭代到純固態(tài)電池。
龍頭車企爭先布局
今年以來，固態(tài)電池賽道頻傳新動向。1月初，美股上市固態(tài)電池公司量子景觀宣布，公司研發(fā)的固態(tài)電池已通過德國大眾公司的50萬公里耐久性測試。據(jù)大眾汽車集團證實，該電池經(jīng)過數(shù)月測試，已完成1000次充電循環(huán)。
隨后，豐田汽車宣布成功克服固態(tài)電池的瓶頸，其發(fā)布的固態(tài)電池在能量密度和充電速度上取得了顯著突破，充電10分鐘可續(xù)航1500公里。
國內(nèi)車企方面，蔚來、長安、比亞迪、吉利、上汽、廣汽、長城、嵐圖、賽力斯等，均在加速布局固態(tài)電池技術(shù)路線。
其中，廣汽集團明確宣布，已在固態(tài)電池領(lǐng)域取得突破性進展，在電芯能量密度達到400Wh/kg時，能夠滿足電池在極端環(huán)境下的安全性與可靠性要求，計劃在2026年實現(xiàn)裝車搭載。
2023年底，長安汽車與贛鋒鋰業(yè)共同簽署了《合作備忘錄》，計劃加快推進（半）固態(tài)電池研發(fā)合資項目及制造產(chǎn)業(yè)化項目，基于下一代汽車動力電池（半）固態(tài)電池研發(fā)進行合作。
據(jù)悉，目前長安汽車正在研發(fā)的固態(tài)電池重量能量密度可達到350-500瓦時/公斤、體積能量密度750-1000瓦時/升，該電池有望在2030年全面普及。
實際上，龍頭車企對固態(tài)電池的布局，離不開動力電池企業(yè)的支撐。目前，寧德時代、中創(chuàng)新航、國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能、贛鋒鋰業(yè)等均在加速推動固態(tài)電池的技術(shù)革新和商業(yè)化落地。
中創(chuàng)新航戰(zhàn)略品牌負責人鄭翔向證券時報記者表示，近年來公司圍繞著半固態(tài)和固態(tài)電池做了很多研發(fā)工作，下一階段就是推動降本，讓成本更加優(yōu)化。
在他看來，全固態(tài)電池的商業(yè)化還需要一定時間。待技術(shù)成熟后，固態(tài)電池不僅可以應(yīng)用在乘用車領(lǐng)域，還可以應(yīng)用在航天航空等。做好成本與技術(shù)的平衡，才能讓固態(tài)電池的商業(yè)化具備可能性。
有望重塑電池產(chǎn)業(yè)鏈
當前，以全固態(tài)電池為代表的新一代動力電池成為全球動力電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要方向。為鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，近年來，我國出臺了一系列政策支持相關(guān)企業(yè)圍繞全固態(tài)電池技術(shù)攻關(guān)。
2020年國務(wù)院發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》指出，要加快固態(tài)動力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。這是我國首次將固態(tài)電池研發(fā)上升到國家層面。
今年1月19日，工信部副部長辛國斌特別提及，下一步，工信部要支持企業(yè)開展聯(lián)合創(chuàng)新，加大車用芯片、全固態(tài)電池、高級別自動駕駛等技術(shù)攻關(guān)，進一步提升產(chǎn)品市場競爭力。
隨后，中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺正式揭牌。中國工程院院士、中國科學院物理研究所研究員陳立泉在揭牌活動現(xiàn)場表示，提升全固態(tài)電池能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命，不僅要關(guān)注全固態(tài)鋰電池的基礎(chǔ)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，也要重視全固態(tài)電池的關(guān)鍵技術(shù)問題，如電解質(zhì)的批量生產(chǎn)制備技術(shù)、大面積固態(tài)電解質(zhì)薄膜連續(xù)制備技術(shù)、全固態(tài)電池一體化制備技術(shù)等。
受上述消息影響，今年以來，A股固態(tài)電池板塊呈小幅拉升趨勢，當升科技、容百科技、翔豐華、杉杉股份等產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司，均圍繞著固態(tài)電池的發(fā)展趨勢進行了技術(shù)革新。
以當升科技為例，該公司自主研發(fā)了固態(tài)鋰電正極材料、新型富鋰錳基等多款正極材料。2021年、2022年，當升科技分別獲得衛(wèi)藍新能源和清陶能源的大單采購，采購的核心就是固態(tài)鋰電材料。
實際上，不止正負極材料企業(yè)，連原本會固態(tài)電池趨勢沖擊的電解質(zhì)企業(yè)，也在加速進行技術(shù)革新。
電解液龍頭新宙邦透露道，目前公司固態(tài)電池相關(guān)專利申請已超30件，參股公司已建固態(tài)電池試生產(chǎn)平臺及測試線。
中信證券判斷，隨著半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，全固態(tài)電池未來可期。材料體系方面，預計正極材料將從高鎳三元過渡至富鋰錳基，負極將從硅碳負極過渡至金屬鋰。隨著產(chǎn)業(yè)鏈降本和產(chǎn)業(yè)化程度提升，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)將充分受益。
