中國(guó)儲(chǔ)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(fù)責(zé)人李進(jìn)表示，此次技術(shù)突破關(guān)鍵點(diǎn)在于將全固態(tài)電池能量密度由300wh/kg提升到350wh/kg的一個(gè)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(rèn)為，此次技術(shù)提升，標(biāo)志著全固態(tài)電池的上車更進(jìn)一步，鋰電池的產(chǎn)業(yè)革新也迎來(lái)新進(jìn)展。
不久前，中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)在北京揭牌。工信部裝備工業(yè)一司副司長(zhǎng)郭守剛表示，以全固態(tài)電池為代表的新一代動(dòng)力電池已成全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向，急需產(chǎn)學(xué)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(lái)可期。同時(shí)，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(fù)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(fù)極，中間為液態(tài)電解質(zhì)。鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的來(lái)回移動(dòng)過(guò)程中，電池的充放電過(guò)程便完成了。固態(tài)電池的工作原理與之相通，充電時(shí)正極中的鋰離子從活性物質(zhì)中脫嵌，通過(guò)固態(tài)電解質(zhì)向負(fù)極遷移。
一位來(lái)自動(dòng)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(shí)報(bào)記者表示，雖然液態(tài)電池技術(shù)已相對(duì)成熟，但仍存在電池?zé)崾Э氐劝踩[患，隨著新能源汽車市場(chǎng)容量快速擴(kuò)大，動(dòng)力電池對(duì)于高能量密度與高安全性的迫切需求推動(dòng)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(shì)。
據(jù)悉，固態(tài)電池可分為半固態(tài)、準(zhǔn)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(zhǔn)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(huì)面臨電解質(zhì)材料的變更，進(jìn)而帶來(lái)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(guò)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(rèn)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(shí)間。正因如此，半固態(tài)電池成為公認(rèn)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(kāi)發(fā)，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)緩慢；而國(guó)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(lái)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)李斌通過(guò)直播實(shí)測(cè)150kWh超長(zhǎng)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(shí)場(chǎng)景。搭載該款電池的蔚來(lái)純電動(dòng)轎車ET7最終行駛了1044公里，行駛總時(shí)間為12.4小時(shí)。
李斌透露道，蔚來(lái)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(lái)所有在售車型。
據(jù)悉，衛(wèi)藍(lán)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(wú)獨(dú)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(tuán)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了第一代半固態(tài)電池裝車實(shí)驗(yàn)，測(cè)試車輛最大續(xù)航里程達(dá)到1083公里。
上汽集團(tuán)方面透露道，2024年起半固態(tài)電池將在公司不同車型上實(shí)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(guó)泰君安證券分析稱，固態(tài)電池的普及將先從半固態(tài)開(kāi)始，循序漸進(jìn)。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(zhēng)先布局
今年以來(lái)，固態(tài)電池賽道頻傳新動(dòng)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(guò)德國(guó)大眾公司的50萬(wàn)公里耐久性測(cè)試。據(jù)大眾汽車集團(tuán)證實(shí)，該電池經(jīng)過(guò)數(shù)月測(cè)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(guó)內(nèi)車企方面，蔚來(lái)、長(zhǎng)安、比亞迪、吉利、上汽、廣汽、長(zhǎng)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(tuán)明確宣布，已在固態(tài)電池領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，在電芯能量密度達(dá)到400Wh/kg時(shí)，能夠滿足電池在極端環(huán)境下的安全性與可靠性要求，計(jì)劃在2026年實(shí)現(xiàn)裝車搭載。
2023年底，長(zhǎng)安汽車與贛鋒鋰業(yè)共同簽署了《合作備忘錄》，計(jì)劃加快推進(jìn)（半）固態(tài)電池研發(fā)合資項(xiàng)目及制造產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，基于下一代汽車動(dòng)力電池（半）固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)行合作。
據(jù)悉，目前長(zhǎng)安汽車正在研發(fā)的固態(tài)電池重量能量密度可達(dá)到350-500瓦時(shí)/公斤、體積能量密度750-1000瓦時(shí)/升，該電池有望在2030年全面普及。
實(shí)際上，龍頭車企對(duì)固態(tài)電池的布局，離不開(kāi)動(dòng)力電池企業(yè)的支撐。目前，寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、國(guó)軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能、贛鋒鋰業(yè)等均在加速推動(dòng)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(fù)責(zé)人鄭翔向證券時(shí)報(bào)記者表示，近年來(lái)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(dòng)降本，讓成本更加優(yōu)化。
在他看來(lái)，全固態(tài)電池的商業(yè)化還需要一定時(shí)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(dāng)前，以全固態(tài)電池為代表的新一代動(dòng)力電池成為全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向。為鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，近年來(lái)，我國(guó)出臺(tái)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(guó)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(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。這是我國(guó)首次將固態(tài)電池研發(fā)上升到國(guó)家層面。
今年1月19日，工信部副部長(zhǎng)辛國(guó)斌特別提及，下一步，工信部要支持企業(yè)開(kāi)展聯(lián)合創(chuàng)新，加大車用芯片、全固態(tài)電池、高級(jí)別自動(dòng)駕駛等技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
隨后，中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)正式揭牌。中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員陳立泉在揭牌活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)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(xué)問(wèn)題，如新型電解質(zhì)材料、界面改性和電池失效的機(jī)制，也要重視全固態(tài)電池的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)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(lái)，A股固態(tài)電池板塊呈小幅拉升趨勢(shì)，當(dāng)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(shì)進(jìn)行了技術(shù)革新。
以當(dāng)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(dāng)升科技分別獲得衛(wèi)藍(lán)新能源和清陶能源的大單采購(gòu)，采購(gòu)的核心就是固態(tài)鋰電材料。
實(shí)際上，不止正負(fù)極材料企業(yè)，連原本會(huì)固態(tài)電池趨勢(shì)沖擊的電解質(zhì)企業(yè)，也在加速進(jìn)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(qǐng)已超30件，參股公司已建固態(tài)電池試生產(chǎn)平臺(tái)及測(cè)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(lái)可期。材料體系方面，預(yù)計(jì)正極材料將從高鎳三元過(guò)渡至富鋰錳基，負(fù)極將從硅碳負(fù)極過(guò)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。
