中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“從目前全球固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)展的情況來看，固態(tài)電池技術(shù)工藝還沒有成熟，大體上2027年前后才能實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，距離大規(guī)模的量產(chǎn)還需要更長的時(shí)間。”全國政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任苗圩在第二屆中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇表示。
固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，其具備更高的安全性和能量密度，被認(rèn)為是下一代電動(dòng)車動(dòng)力電池的技術(shù)方向?，F(xiàn)階段，固態(tài)電池在技術(shù)指標(biāo)上領(lǐng)先于三元鋰電池。
從當(dāng)前產(chǎn)業(yè)布局來看，多家國際車企均在固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)行布局，并加大在固態(tài)電池領(lǐng)域的投資。不過，目前還未看到量產(chǎn)固態(tài)電池搭載在汽車上。豐田預(yù)計(jì)在2027年到2028年固態(tài)電池進(jìn)入實(shí)用化階段，2030年以后大規(guī)模生產(chǎn)，三星預(yù)計(jì)在2027年開始量產(chǎn)。從國內(nèi)的情況來看，多家車企陸續(xù)公布其固態(tài)電池量產(chǎn)的時(shí)間表，中國一汽首席科學(xué)家王德平透露，自2014年啟動(dòng)研發(fā)的全固態(tài)電池項(xiàng)目將于2027年實(shí)現(xiàn)小批量應(yīng)用，始終圍繞整車需求開展技術(shù)攻關(guān)。比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍透露，比亞迪計(jì)劃于2027年前后啟動(dòng)全固態(tài)電池的批量示范裝車應(yīng)用，2030年后將實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
固態(tài)電池領(lǐng)域存在三大主流技術(shù)路線，包括聚合物固態(tài)電池、氧化物固態(tài)電池以及硫化物固態(tài)電池，這些技術(shù)路線的主要區(qū)別在于所采用的固態(tài)電解質(zhì)類型。目前，動(dòng)力電池巨頭寧德時(shí)代主攻硫化物的路線，正開展20安時(shí)樣件的試制，預(yù)計(jì)在2027年小批量生產(chǎn)。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高表示，當(dāng)前全固態(tài)電池的技術(shù)路線，要聚焦以硫化物電解質(zhì)為主體電解質(zhì)，匹配高鎳三元正極和硅碳負(fù)極的技術(shù)路線，以比能量400瓦時(shí)/公斤、循環(huán)壽命1000次以上為性能目標(biāo)，確保2027年實(shí)現(xiàn)轎車小批量裝車，2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。在硫化物固態(tài)電解質(zhì)方面，目前眾多企業(yè)已經(jīng)建立了小批量供應(yīng)能力，需要重點(diǎn)攻克大規(guī)模生產(chǎn)工藝，目前全固態(tài)電池的主體電解質(zhì)逐漸聚焦于硫化物的技術(shù)路線，包括豐田、本田等外資車企，以及寧德時(shí)代、比亞迪、吉利等中國企業(yè)。
歐陽明高預(yù)測，2025年～2027年，開發(fā)石墨/低硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池：以200~300Wh/kg為目標(biāo)，攻克硫化物固態(tài)電解質(zhì)，打通全固態(tài)電池的技術(shù)鏈，三元正極和石墨/低硅負(fù)極基本不變，向長壽命大倍率方向發(fā)展；2027年～2030年，開發(fā)高硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池，以400Wh/kg和800Wh/L為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)高容量硅碳負(fù)極，面向下一代乘用車電池；2030年～2035年，以500Wh/kg和1000Wh/L為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)鋰負(fù)極，逐步向復(fù)合電解質(zhì)（主體電解質(zhì)+補(bǔ)充電解質(zhì)）、高電壓高比容量正極發(fā)展（高鎳、富鋰、硫等）。
不過，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍需解決技術(shù)、工藝和成本的問題。中國科學(xué)院院士孫世剛認(rèn)為，高能固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)主要來自如何進(jìn)一步提升固態(tài)電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，并構(gòu)筑相容穩(wěn)定的固界面。目前，固態(tài)電池的研究已經(jīng)取得重要進(jìn)展，但還需解決尚存的諸多基礎(chǔ)科學(xué)問題和工程技術(shù)難題，從而不斷推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展。
“在成本方面，當(dāng)前液態(tài)鋰離子電池單體成本大體是每瓦時(shí)0.5元左右。而固態(tài)電池在沒有大規(guī)模量產(chǎn)的前提下，成本相對較高，僅材料成本每瓦時(shí)在2元以上。一個(gè)100度的電池包僅材料成本已經(jīng)超過20萬元，還遠(yuǎn)高于現(xiàn)有液態(tài)電池。因此，在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，液態(tài)電池和固態(tài)電池很可能是在市場上共存關(guān)系，而非取代。”苗圩表示，全固態(tài)電池還需要兩到三年才可以量產(chǎn)，此前部分企業(yè)宣布已經(jīng)量產(chǎn)裝車的固態(tài)電池大部分是半固態(tài)電池，半固態(tài)電池仍然屬于液態(tài)電池的范疇，不能與固態(tài)電池混為一談，絕不是液態(tài)電池隨著電解液液體的減少就可以發(fā)展成為固態(tài)電池，這是兩個(gè)完全不同的概念。
