現(xiàn)有化學(xué)體系下的動(dòng)力電池能量密度似乎已走到了盡頭，取而代之的，是業(yè)界共同期待的固態(tài)電池。
“過(guò)去很多年（新能源汽車）補(bǔ)貼政策都是圍繞電池的能量密度來(lái)的，現(xiàn)在能量密度似乎到了一個(gè)瓶頸期，放緩了，快充、快換技術(shù)得到快速發(fā)展。但也預(yù)示著下一步電池的革命又即將到來(lái)，大家所期待的固態(tài)電池也蠢蠢欲動(dòng)。”在3月17日的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2024）上，廣汽埃安總經(jīng)理古惠南的發(fā)言把固態(tài)電池重新推到了臺(tái)前。
幾乎是古惠南作出上述判斷的同時(shí)，寧德時(shí)代在日前舉辦的2023業(yè)績(jī)會(huì)上也就行業(yè)需求趨勢(shì)對(duì)投資者進(jìn)行了回應(yīng)，“（公司）已多年布局固態(tài)電池領(lǐng)域，近期投入力度不斷加大。”
“全固態(tài)電池在能量密度、安全性、寬溫域和高環(huán)境適應(yīng)性等方面較傳統(tǒng)液態(tài)電池優(yōu)勢(shì)明顯，能夠更好地支撐新能源汽車滿足全氣候、全場(chǎng)景、高安全使用需求，已成為新一代動(dòng)力電池發(fā)展的重要方向。”中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼表示。
目前，動(dòng)力電池企業(yè)在固態(tài)電解質(zhì)的研究領(lǐng)域采取了不同的攻堅(jiān)方向，但大部分選擇了從半固態(tài)電池過(guò)度到全固態(tài)電池的發(fā)展路徑，以便能率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
作為動(dòng)力電池龍頭企業(yè)，“寧王”的固態(tài)電池有三條技術(shù)路線，即氧化物路線、硫化物路線及聚合物路線。2023年3月，寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達(dá)500Wh/kg，其將主要布局在電動(dòng)航空領(lǐng)域。
另?yè)?jù)深圳市比克首席科學(xué)家林建介紹，比克電池嘗試將固態(tài)電解液以聚合物和氧化物的形式，融入大圓柱電池中。比克電池的目標(biāo)是將單體能量密度提高至400Wh/kg以上。
此外，蜂巢能源、億緯鋰能、中創(chuàng)新航均已布局固態(tài)電池的研發(fā)；衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、輝能科技等新興企業(yè)亦將各自的目標(biāo)錨定在了固態(tài)電池。
不僅是供應(yīng)鏈端，主機(jī)廠同樣頻頻釋放固態(tài)、半固體電池的相關(guān)信息。長(zhǎng)安汽車在2023廣州車展上宣布，計(jì)劃到2030年，長(zhǎng)安將推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯，形成不低于150GWh的電池產(chǎn)能；廣汽集團(tuán)的目標(biāo)則是在2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載。
“理想情形下，在2027年要做到400Wh/kg，1000次的循環(huán)，2C的倍率性能，實(shí)現(xiàn)百輛到千輛級(jí)別的示范運(yùn)營(yíng)。2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池和搭載車輛的小規(guī)模量產(chǎn)，2035年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)普遍的使用。”中國(guó)電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉提到了固態(tài)電池的發(fā)展目標(biāo)。
不過(guò)，寧德時(shí)代表示，目前還有很多基本的科學(xué)問(wèn)題待解決，如大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴(kuò)散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在數(shù)量級(jí)差異、固固界面難以始終保持良好接觸等，在突破這些科技問(wèn)題后，還會(huì)遇到產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。
“高能固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)主要是來(lái)自如何進(jìn)一步提升固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，和構(gòu)筑相對(duì)穩(wěn)定的固固界面。”中國(guó)科學(xué)院院士孫世剛亦認(rèn)為，盡管目前各種提升固態(tài)電解質(zhì)的性能策略已取得重要進(jìn)展，但還需要加大力度推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
“（固態(tài)電池量產(chǎn)）硬堆技術(shù)也可以做到，但需要終端消費(fèi)者接受這個(gè)價(jià)格。”中創(chuàng)新航副總裁王小強(qiáng)在談及固態(tài)電池商業(yè)化時(shí)表示，業(yè)界對(duì)短期之內(nèi)全固態(tài)電池在技術(shù)層面有信心，但在商業(yè)化上還需要一段的時(shí)間。“怎樣把成本和技術(shù)做到平衡，達(dá)到終端消費(fèi)者可以接受的性價(jià)比，才有真正具備批量商業(yè)化的可能性。”
盡管尚存技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)推廣壁壘，但固態(tài)電池?zé)o疑是下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn)?？萍疾扛辈块L(zhǎng)張雨?yáng)|中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2024）上表示，科技部將“大力布局前沿和顛覆性技術(shù)，加大對(duì)全固態(tài)電池、智能網(wǎng)聯(lián)等前沿技術(shù)的支持力度，并持續(xù)加強(qiáng)新能源汽車領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的投入，積極破解重大科學(xué)問(wèn)題，推動(dòng)形成性能躍升的前沿和顛覆性技術(shù)成果等 ”。
“過(guò)去很多年（新能源汽車）補(bǔ)貼政策都是圍繞電池的能量密度來(lái)的，現(xiàn)在能量密度似乎到了一個(gè)瓶頸期，放緩了，快充、快換技術(shù)得到快速發(fā)展。但也預(yù)示著下一步電池的革命又即將到來(lái)，大家所期待的固態(tài)電池也蠢蠢欲動(dòng)。”在3月17日的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2024）上，廣汽埃安總經(jīng)理古惠南的發(fā)言把固態(tài)電池重新推到了臺(tái)前。
幾乎是古惠南作出上述判斷的同時(shí)，寧德時(shí)代在日前舉辦的2023業(yè)績(jī)會(huì)上也就行業(yè)需求趨勢(shì)對(duì)投資者進(jìn)行了回應(yīng)，“（公司）已多年布局固態(tài)電池領(lǐng)域，近期投入力度不斷加大。”
“全固態(tài)電池在能量密度、安全性、寬溫域和高環(huán)境適應(yīng)性等方面較傳統(tǒng)液態(tài)電池優(yōu)勢(shì)明顯，能夠更好地支撐新能源汽車滿足全氣候、全場(chǎng)景、高安全使用需求，已成為新一代動(dòng)力電池發(fā)展的重要方向。”中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼表示。
目前，動(dòng)力電池企業(yè)在固態(tài)電解質(zhì)的研究領(lǐng)域采取了不同的攻堅(jiān)方向，但大部分選擇了從半固態(tài)電池過(guò)度到全固態(tài)電池的發(fā)展路徑，以便能率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
作為動(dòng)力電池龍頭企業(yè)，“寧王”的固態(tài)電池有三條技術(shù)路線，即氧化物路線、硫化物路線及聚合物路線。2023年3月，寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達(dá)500Wh/kg，其將主要布局在電動(dòng)航空領(lǐng)域。
另?yè)?jù)深圳市比克首席科學(xué)家林建介紹，比克電池嘗試將固態(tài)電解液以聚合物和氧化物的形式，融入大圓柱電池中。比克電池的目標(biāo)是將單體能量密度提高至400Wh/kg以上。
此外，蜂巢能源、億緯鋰能、中創(chuàng)新航均已布局固態(tài)電池的研發(fā)；衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、輝能科技等新興企業(yè)亦將各自的目標(biāo)錨定在了固態(tài)電池。
不僅是供應(yīng)鏈端，主機(jī)廠同樣頻頻釋放固態(tài)、半固體電池的相關(guān)信息。長(zhǎng)安汽車在2023廣州車展上宣布，計(jì)劃到2030年，長(zhǎng)安將推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯，形成不低于150GWh的電池產(chǎn)能；廣汽集團(tuán)的目標(biāo)則是在2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載。
“理想情形下，在2027年要做到400Wh/kg，1000次的循環(huán)，2C的倍率性能，實(shí)現(xiàn)百輛到千輛級(jí)別的示范運(yùn)營(yíng)。2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池和搭載車輛的小規(guī)模量產(chǎn)，2035年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)普遍的使用。”中國(guó)電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉提到了固態(tài)電池的發(fā)展目標(biāo)。
不過(guò)，寧德時(shí)代表示，目前還有很多基本的科學(xué)問(wèn)題待解決，如大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴(kuò)散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在數(shù)量級(jí)差異、固固界面難以始終保持良好接觸等，在突破這些科技問(wèn)題后，還會(huì)遇到產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。
“高能固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)主要是來(lái)自如何進(jìn)一步提升固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，和構(gòu)筑相對(duì)穩(wěn)定的固固界面。”中國(guó)科學(xué)院院士孫世剛亦認(rèn)為，盡管目前各種提升固態(tài)電解質(zhì)的性能策略已取得重要進(jìn)展，但還需要加大力度推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
“（固態(tài)電池量產(chǎn)）硬堆技術(shù)也可以做到，但需要終端消費(fèi)者接受這個(gè)價(jià)格。”中創(chuàng)新航副總裁王小強(qiáng)在談及固態(tài)電池商業(yè)化時(shí)表示，業(yè)界對(duì)短期之內(nèi)全固態(tài)電池在技術(shù)層面有信心，但在商業(yè)化上還需要一段的時(shí)間。“怎樣把成本和技術(shù)做到平衡，達(dá)到終端消費(fèi)者可以接受的性價(jià)比，才有真正具備批量商業(yè)化的可能性。”
盡管尚存技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)推廣壁壘，但固態(tài)電池?zé)o疑是下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn)?？萍疾扛辈块L(zhǎng)張雨?yáng)|中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2024）上表示，科技部將“大力布局前沿和顛覆性技術(shù)，加大對(duì)全固態(tài)電池、智能網(wǎng)聯(lián)等前沿技術(shù)的支持力度，并持續(xù)加強(qiáng)新能源汽車領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的投入，積極破解重大科學(xué)問(wèn)題，推動(dòng)形成性能躍升的前沿和顛覆性技術(shù)成果等 ”。
