中國儲能網(wǎng)訊：固態(tài)電池再次成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點話題。
近日， 有消息稱在即將開幕的日本東京奧運會上，豐田汽車作為贊助商將展示其最新的固態(tài)電池技術(shù)以及搭載固態(tài)電池的汽車。實際上，按照豐田汽車的計劃，其計劃在2021年年內(nèi)公開使用固態(tài)電池的試制車。
7月12日固態(tài)電池板塊開盤走高，漲幅達(dá)3%；截至收盤，漲幅為4.2%；板塊個股小康股份、江蘇國泰、贛鋒鋰業(yè)漲停。實際上，目前，包括車企、電池廠商在內(nèi)都在固態(tài)電池領(lǐng)域投入研發(fā)，意圖搶奪高地；業(yè)內(nèi)也普遍認(rèn)為，固態(tài)電池是最有希望實現(xiàn)量產(chǎn)的下一代電池技術(shù)，是未來動力電池的技術(shù)路線之一。
固態(tài)電池風(fēng)口來了嗎?
加速布局，固態(tài)電池成為巨頭必爭高地
當(dāng)下，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池都屬于液態(tài)電解液的鋰電池。液態(tài)電解液鋰電池由正極、隔膜、負(fù)極、電解液制造而成；而固態(tài)電池則是采用固態(tài)電解質(zhì)取代隔膜和電解液，固態(tài)電池按照其電解質(zhì)材料的類型可以分為聚合物、氧化物和硫化物。
固態(tài)電池，正在成為巨頭的必爭高地。
豐田汽車執(zhí)行董事寺島茂樹表示，在東京奧運會的時候，豐田汽車將會推出一款新能源車型，該車型將會搭載豐田汽車新型固態(tài)電池，這款新車型預(yù)計2025年實現(xiàn)量產(chǎn)。實際上不僅是豐田汽車，寶馬集團(tuán)、大眾汽車集團(tuán)等車企，寧德時代、LG化學(xué)和松下等動力電池企業(yè)也在布局固態(tài)電池。
大眾汽車集團(tuán)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(shù)，并預(yù)計2025年投入使用。大眾汽車集團(tuán)方面認(rèn)為，全固態(tài)電池是鋰離子電池開發(fā)的“最終章”，目前大眾汽車集團(tuán)與美國硅谷初創(chuàng)企業(yè)Quantum Scape合作開發(fā)全固態(tài)電池。4月，寶馬集團(tuán)也發(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(jìn)行路測，在2030年前實現(xiàn)量產(chǎn)。
除此之外，日產(chǎn)汽車也計劃將于電動化后半期將全固態(tài)電池推向?qū)嵱没?；現(xiàn)代汽車表示正在開發(fā)固態(tài)電池，并計劃在2030年將首批采用該技術(shù)的汽車投入批量生產(chǎn)；通用汽車投資了初創(chuàng)公司Solid Energy Systems，與其合作開發(fā)固態(tài)電池；福特也對固態(tài)電池初創(chuàng)公司進(jìn)行了投資；戴姆勒與加拿大魁北克水電公司共同開發(fā)固態(tài)電池技術(shù)，達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài)后將應(yīng)用到電動汽車上。
LG新能源表示正在開發(fā)全固態(tài)電池，預(yù)計2026年實現(xiàn)量產(chǎn)。
回到國內(nèi)市場，比亞迪在2016年曾表示固態(tài)電池為未來發(fā)展方向的基調(diào)，嘗試小規(guī)模使用，將在未來10年，最快五年內(nèi)推出固態(tài)電池；2018年其推進(jìn)固態(tài)電池項目商用，并把固態(tài)電池作為下一步研究重點。今年1月，蔚來汽車在NIO Day上高調(diào)發(fā)布能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池包以及搭載該電池包續(xù)航將超1000km的蔚來ET7轎車，并表示計劃將于2022年第四季度交付。
輝能科技計劃明年通過2GWh的示范線提供幾家國營主機(jī)廠進(jìn)行第一批固態(tài)電池量產(chǎn)車的投放，力爭2026年達(dá)到50GWh；星盈科技也投資55億元建立固態(tài)動力鋰電池項目，規(guī)劃年產(chǎn)能10GWh。
A股市場多家公司也在布局固態(tài)電池，例如贛鋒鋰業(yè)第一代2億瓦時固態(tài)電池中試線已順利投產(chǎn)，德爾股份也正在研發(fā)具有高安全性、高能量密度、體積小等特點的固態(tài)電池。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(shù)進(jìn)行前沿研究和產(chǎn)品研發(fā)投入。
解決續(xù)航安全問題，但固態(tài)電池仍有關(guān)鍵技術(shù)待攻克
固態(tài)電池相對于液態(tài)鋰電池，最主要的優(yōu)勢體現(xiàn)在安全性和能量密度。液態(tài)鋰電池一旦受到擠壓、沖擊，就會導(dǎo)致隔膜破裂，造成正負(fù)極短路，同時鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量，加上液態(tài)電解質(zhì)里易燃的有機(jī)溶劑，結(jié)果就是電池起火甚至爆炸。
相比而言，固態(tài)電池的正負(fù)極不容易發(fā)生短路，固態(tài)電解質(zhì)不可燃也不具有揮發(fā)性，且耐高溫，在極端情況下不容易發(fā)生起火、爆炸。
從能量密度上來看，從理論上來講，液態(tài)電解液鋰電池的最高能量密度是350Wh/kg，而再加上電池管理系統(tǒng)等部件后，極限基本是全系統(tǒng)300Wh/kg。固態(tài)電池能夠?qū)⒛芰棵芏忍嵘?50Wh/kg以上，提高整車的續(xù)航里程。
不過，目前固態(tài)電池還未實現(xiàn)量產(chǎn)。按照蔚來汽車透露的細(xì)節(jié)，蔚來汽車發(fā)布的固態(tài)電池采用了三種新工藝，分別是原味固化固液電解質(zhì)、無機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極、納米級包覆超高鎳正極。不過業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，蔚來汽車發(fā)布的屬于半固態(tài)電池，采用超高鎳正極+預(yù)鋰化硅碳負(fù)極+固液電解質(zhì)（固態(tài)+液態(tài)）+隔膜，屬于液態(tài)至固態(tài)電池的過渡性技術(shù)。
汽車行業(yè)分析師張翔分析稱，目前全球還沒有哪家車企能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，固態(tài)電池尚存一些關(guān)鍵問題亟待攻克。
其一，固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率較低；其二是固態(tài)電解質(zhì)與電極間的界面阻抗較大，鋰離子傳輸阻力大，影響電池容量的正常釋放；其三是，固態(tài)電池的工藝比較復(fù)雜，現(xiàn)在還沒有達(dá)到量產(chǎn)水平，一些工藝仍處于實驗室的水平，也有一些工藝處于調(diào)試階段；其四是材料體系不成熟，成本高。
扶持力度加大被認(rèn)為是未來升級趨勢，但量產(chǎn)尚需時日
目前業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為固態(tài)電池是未來電池技術(shù)路線之一。
汽車行業(yè)分析師張翔認(rèn)為，固態(tài)電池是未來取代三元鋰電池的一個技術(shù)路線。不僅如此，各國從政策上也對固態(tài)電池進(jìn)行扶持；例如德國計劃投資10億元用于支持德國的固態(tài)電池研究，日本則表示以全固態(tài)電池和鋰硫電池為主要發(fā)展目標(biāo)，2025年后進(jìn)入全固態(tài)電池階段。
我國在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》中提出了加強(qiáng)固態(tài)電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的要求，首次將固態(tài)電池上升到了國家層面，提出到2030年，我國液態(tài)電解質(zhì)將演變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)的目標(biāo)。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院認(rèn)為隨著全球企業(yè)加大對固態(tài)電池的研發(fā)布局，各種政策推動，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加速，預(yù)計2021-2030年全球固態(tài)電池出貨量高速增長，至2030年或?qū)⑼黄?50GWh。賽迪智庫也認(rèn)為，以目前發(fā)展態(tài)勢來看，固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程會早于預(yù)期。
不過，也有業(yè)內(nèi)人士持相反觀點，寧德時代董事長曾毓群曾表示，寧德時代目前可做出固態(tài)電池樣品，但相關(guān)指標(biāo)離實現(xiàn)商業(yè)化還有較長距離。西部證券電動智能汽車首席分析師王冠勇也曾對新京報記者表示，固態(tài)電池現(xiàn)階段還存在技術(shù)和成本等問題亟待解決，目前固態(tài)電池主要是電池廠商在做，但現(xiàn)階段都不具備量產(chǎn)能力，在短期內(nèi)固態(tài)電池?zé)o法實現(xiàn)量產(chǎn)商業(yè)化，至少需要五到十年的時間。
不過，業(yè)內(nèi)也有普遍共識，固態(tài)電池是最有希望實現(xiàn)量產(chǎn)的下一代電池技術(shù)，可以解決液態(tài)電解液鋰電池續(xù)航短、安全性差等問題，固態(tài)電池被認(rèn)為是動力電池未來的升級趨勢；而隨著全球車企和動力電池廠商的加速布局，也或?qū)⑾破饎恿﹄姵刭惖赖男乱惠喐偁帯?
新京報記者 王琳琳
