固態(tài)電池作為新型儲能技術(shù),不僅政策支持,還備受市場關(guān)注,未來有望實現(xiàn)技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展。
近日,上汽集團擬向清陶能源追加投資近27億元,深化布局固態(tài)電池技術(shù)。據(jù)悉,清陶能源專注于固態(tài)鋰電池、陶瓷隔膜、鋰電生產(chǎn)設備的研發(fā)生產(chǎn),并已在固態(tài)電池核心材料、核心工藝、定制設備方面實現(xiàn)自主可控,是國內(nèi)最早實現(xiàn)量產(chǎn)交付的固態(tài)電池企業(yè)之一。
基于安全和能量密度優(yōu)勢,固態(tài)電池目前已成為動力電池重要發(fā)展方向,吸引諸多車企、電池廠商持續(xù)加碼布局。業(yè)內(nèi)有觀點指出,固態(tài)電池作為新型儲能技術(shù),不僅政策支持,還備受市場關(guān)注,未來有望實現(xiàn)技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展。
企業(yè)研發(fā)不斷提速
據(jù)了解,固態(tài)電池是一種采用固態(tài)電解質(zhì)的電池,相比傳統(tǒng)液態(tài)電池具有更高的能量密度、更長的壽命和更高的安全性能。傳統(tǒng)鋰電池的電解質(zhì)為液態(tài),遇到空氣易燃燒爆炸,而固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)安全性更優(yōu),這是吸引相關(guān)公司投入到固態(tài)電池領域開發(fā)的重要原因之一。
除上汽集團外,當前已有多家國內(nèi)外車企積極布局固態(tài)電池技術(shù)。國內(nèi)方面,蔚來近日在發(fā)布會中表示,150kWh電池包將于7月上線。該電池采用固態(tài)電解液、硅碳復合負極材料、超高鎳正極材料,單體能量密度達360Wh/kg。國際方面,今年4月,本田表態(tài),除繼續(xù)推進液態(tài)鋰離子電池的發(fā)展進化外,還將開發(fā)和推出半固態(tài)和全固態(tài)電池等新一代電池。寶馬此前也表示,將于今年開始測試與美國電池技術(shù)公司合作開發(fā)的固態(tài)電池。據(jù)悉,搭載該固態(tài)電池的測試車將于2025年之前上路,配備固態(tài)電池的量產(chǎn)車型將在2030年推出。
車企對固態(tài)電池裝車躍躍欲試,也刺激上游電池供應商研發(fā)提速。目前,衛(wèi)藍新能源、贛鋒鋰業(yè)等電池企業(yè)均已公開表示,公司業(yè)務覆蓋固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)品,且多家公司預計產(chǎn)品將在2023年批量交付。贛鋒鋰業(yè)近期接受投資者調(diào)研時表示,公司一代固態(tài)電池已經(jīng)開始量產(chǎn),二代固態(tài)電池安全性能完全達到車規(guī)要求,研發(fā)樣品電池的循環(huán)性能已達到車企要求。
半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車在即
當前,全球都在積極探索固態(tài)電池的研發(fā),不過,值得注意的是,由于目前全固態(tài)電池技術(shù)和工藝難題仍未完全解決,且成本較高,因此,我國電池企業(yè)普遍選擇“從液態(tài)到半固態(tài)再到固態(tài)”的漸進式發(fā)展路線。
“相比于半固態(tài),全固態(tài)電池肯定更具優(yōu)勢。但現(xiàn)在全固態(tài)在技術(shù)上還沒有完全被攻克。”伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理吳輝此前接受《中國能源報》記者采訪時提到,“所以,目前業(yè)內(nèi)普遍將目光聚焦于一種折中產(chǎn)品,也就是還含有一部分電解液的半固態(tài)電池。”
據(jù)了解,半固態(tài)路線對于現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池體系更小,被視作全固態(tài)的過渡路線。“理論上講,固態(tài)電池目前基本上存在界面阻抗、生產(chǎn)工藝及成本等幾個方面的系列問題,這些問題如果改用半固態(tài)半液態(tài)的技術(shù)路線,都能得到緩解或者基本解決。”一位從業(yè)者對《中國能源報》記者表示。
蔚來創(chuàng)始人李斌曾公開表示,全固態(tài)電池量產(chǎn)還是很遠的事情。業(yè)內(nèi)預計真正的全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需5年-10年。
不過,半固態(tài)電池作為一種過渡方案,已經(jīng)迎來量產(chǎn)裝車的關(guān)鍵時點。今年以來,多家企業(yè)宣布,半固態(tài)電池產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)應用。例如,近日工信部最新的變更擴展公告目錄顯示,蔚來為其三款車型增加了電池供應商——自研并生產(chǎn)半固態(tài)電池的衛(wèi)藍新能源;孚能科技在互動平臺上表示,公司將加快固態(tài)電池的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進程,目前半固態(tài)電池已逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
光大證券研報稱,隨著各正負極廠商與電池廠商紛紛加大研發(fā)力度,半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車已經(jīng)提上日程。預計今年會有一批領先的半固態(tài)電池企業(yè)逐漸發(fā)布車規(guī)級電池,2024年-2025年將是半固態(tài)電池商業(yè)化的轉(zhuǎn)折點。
市場潛力巨大
不過,雖然半固態(tài)電池技術(shù)路線已經(jīng)成為諸多企業(yè)的過渡首選,但從目前來看,仍面臨一定難題。據(jù)了解,盡管半固態(tài)電池可以實現(xiàn)量產(chǎn),但其成本仍比液態(tài)電池高出不少,且性能上并沒有顯著提升,因此性價比不高,未來仍需通過規(guī)模化生產(chǎn)進一步降低成本。
在業(yè)內(nèi)人士看來,半固態(tài)電池裝車量產(chǎn)能夠為全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈布局打下基礎,隨著技術(shù)革新,混合固液電池將逐步減少液態(tài)電解質(zhì)的用量,最終實現(xiàn)全固態(tài)的目標。
“現(xiàn)在,許多企業(yè)都在積極生產(chǎn)半固態(tài)電池,但半固態(tài)電池畢竟是一個過渡產(chǎn)品,最終還是會走上全固態(tài)路線。”吳輝認為。
有觀點指出,一旦固態(tài)電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,其高能量密度、安全性好等多方面優(yōu)勢將得以充分體現(xiàn),或?qū)⒊蔀閯恿﹄姵匦袠I(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)路線。華泰證券研報稱:“固態(tài)電解質(zhì)的引入可以大幅提升電池安全性能。同時,匹配高能量密度正負極可以提升電池能量密度。固液混合電池電解質(zhì)路線已形成初步共識,將逐步向全固態(tài)演進。但是,全固態(tài)路線當前仍處于研發(fā)階段,短期內(nèi)將仍以固液混合電池為主要路線,預計2030年全球固態(tài)電池市場空間將超3000億元。”