固態(tài)電池，被稱為未來鋰電池的發(fā)展方向。據(jù)中銀國際測算，2030年全球固態(tài)電池市場空間有望達到1500億元以上。
近日，又有多家車企、電池廠商宣布加大對固態(tài)電池領域的投資，這一電池技術再一次“火”了！
多家企業(yè)加碼固態(tài)電池
據(jù)外媒報道，韓國電池制造商SK Innovation將向福特汽車支持的固態(tài)電池開發(fā)商Solid Power公司投資3000萬美元，聯(lián)合生產(chǎn)車規(guī)級固態(tài)電池。
10月27日，Solid Power表示，SK Innovation將采用該公司的硫化物固態(tài)電解質、專利電池設計和生產(chǎn)工藝。
SK Innovation首席執(zhí)行官Kim Jun在一份新聞稿中表示：“我們非常期待與Solid Power的合作，希望通過此次合作能為長續(xù)航電動汽車提供能量更高、成本更低的電池?！?
Solid Power首席執(zhí)行官Doug Campbell則指出：固態(tài)電池可能會使電池組變得非常簡易，最終促使成本降低。“制造商可以利用現(xiàn)有工廠生產(chǎn)固態(tài)電池。公司希望到2026年將這項技術商業(yè)化。”他補充說。
SK Innovation主要向福特、現(xiàn)代等汽車制造商提供電動汽車電池。今年9月，SK Innovation和福特表示，雙方宣布計劃斥資114億美元（約合729.55億元人民幣）在美國設置3座電池廠。其中，美國田納西州的Blue Oval City園區(qū)電池年產(chǎn)能43GWh；肯塔基州BlueOvalSK園區(qū)的2座電池廠合并年產(chǎn)能為86GWh，預計會在2025 年開始生產(chǎn)先進的新世代鋰電池組。
近日，韓國汽車巨頭現(xiàn)代集團旗下兩大品牌現(xiàn)代汽車和起亞汽車宣布將與美國馬薩諸塞州電池研發(fā)和制造企業(yè)Factorial Energy合作，共同開發(fā)車規(guī)級固態(tài)電池。
在現(xiàn)代官方發(fā)布的信息中，透露了Factorial Energy已經(jīng)基于”FEST”（因子電解質系統(tǒng)技術）取得了突破性進展，該技術利用特殊的固體電解質材料，利用高壓和大容量電極實現(xiàn)安全可靠的電池性能。
據(jù)了解，”FEST”相比傳統(tǒng)的鋰離子電池技術更為安全，應用該技術生產(chǎn)的電池擁有高能量密度的特性，可在成本接近的條件下將純電動車的續(xù)航里程有效延長20%-50%，而且該項技術與目前的三元鋰電池技術在規(guī)格和生產(chǎn)流程方面有兼容性，只需較低成本改造現(xiàn)有三元鋰電池的制造基礎設施即可投產(chǎn)。
此外，固態(tài)電池企業(yè)輝能科技近期完成新一輪融資，融資金額為3.26億美元（約合20.85億元人民幣）。本輪投資方包括春華資本、丹豐資本和軟銀中國。
此次融資，將主要用于輝能固態(tài)鋰電池量產(chǎn)建設及全球擴產(chǎn)規(guī)劃，旨在促成公司在2023-2025年間于亞洲、歐洲及美國的擴廠建設，以滿足主流車廠對優(yōu)質動力電池當?shù)刂圃旌彤數(shù)毓┙o的需求，從而加速為其新能源汽車戰(zhàn)略合作伙伴提供固態(tài)電池解決方案。
輝能科技成立于2006年，發(fā)明了全球第一款固態(tài)鋰陶瓷 (Lithium Ceramic Batteries, LCB) 電池，目前固態(tài)電池技術處世界前沿，擁有近500項固態(tài)電池專利。2020年，其45.1安時（Ah）的大容量電池產(chǎn)品在專業(yè)技術監(jiān)督公司德國萊茵（T V Rheinland）實驗室中完成了動力電池第三方測試并取得報告。
巨頭爭奪固態(tài)電池市場
其實，不只以上企業(yè)，豐田、寶馬、大眾、寧德時代、蔚來等國內外巨頭都已提前布局固態(tài)電池市場。
國內方面，2020年8月，寧德時代方面曾表示，寧德時代實驗室將專注于金屬鋰電池、全固態(tài)電池和鈉離子電池等下一代電池研發(fā)，持續(xù)對固態(tài)電池等技術進行前沿研究和產(chǎn)品研發(fā)投入；今年1月，蔚來發(fā)布了150kWh固態(tài)電池包，可實現(xiàn)360Wh/kg的能量密度，并定于2022年第四季度對外交付；長城汽車旗下的蜂巢能源聯(lián)手中科院建設固態(tài)電池技術研究中心，計劃2025年在量產(chǎn)車上應用能量密度達350-500Wh/kg的固態(tài)電池；贛鋒鋰業(yè)擬投資22億元建設高比能固態(tài)電池超薄鋰負極材料項目。此外，格林美、孚能科技等公司也在進行固態(tài)電池技術的研發(fā)。
國外方面，現(xiàn)代計劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車，2027年部分批量生產(chǎn)，在2030年左右實現(xiàn)全面批量生產(chǎn)；大眾在3月舉行的PowerDay上表示，未來將著力發(fā)展固態(tài)電池技術，并預計2025年投入使用；豐田計劃在2025年與松下合作推出一款使用固態(tài)電池的限量發(fā)售的電動汽車；本田本年度將開始全固態(tài)電池生產(chǎn)技術驗證，并力爭應用到2020年代后期的車型上；4月，寶馬集團發(fā)布規(guī)劃，稱計劃在2022年采購測試用電池，2025年前推出搭載固態(tài)電池的原型車，并在2025年之前開始對配備全固態(tài)電池的車輛進行路測，在2030年前實現(xiàn)量產(chǎn)；LG新能源也正在開發(fā)全固態(tài)電池，預計2026年實現(xiàn)量產(chǎn)。
短時間內無法量產(chǎn)
那么，固態(tài)電池的優(yōu)勢何在，現(xiàn)狀又如何呢？
固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質的鋰離子電池，與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池更安全、能量密度也更高，在電動汽車電池市場潛力巨大。相關機構預測，2020-2030年我國固態(tài)電池出貨量將高速增長，至2030年或將突破250GWh。
不過，受當前技術水平的限制，距離固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn)預計還需要5-10年時間。寧德時代曾表示，目前固態(tài)電池商業(yè)化很難：“公司在固態(tài)電池方面已有多年研究，現(xiàn)階段全固態(tài)電池里面仍有科學難題還未解決。雖然公司已做出固態(tài)電池樣品，但相關指標離實現(xiàn)商業(yè)化還有較長距離 ?！?
技術方面的難點在于電解質目前的四種技術路線（分別是聚合物、薄膜、硫化物和氧化物）各有不足，如薄膜固態(tài)電池和氧化物固態(tài)電池難以研制大容量動力或儲能電池；聚合物固態(tài)電池無法在室溫下工作且難以兼容高電壓正極；硫化物固態(tài)電池則面臨電解質對空氣敏感、制造條件苛刻、原材料昂貴、規(guī)?；a(chǎn)技術不成熟等問題。
此外，固態(tài)電池要想實現(xiàn)量產(chǎn)，還要解決固體電解質價格高、固態(tài)電解質材料的鋰離子電導率偏低、固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差等問題。圖片
