《科創(chuàng)板日報》（上海，研究員 何律衡）訊，據(jù)韓媒最新報道援引行業(yè)消息，韓國貿(mào)易、工業(yè)和能源部（MOTIE）將在未來五年投資2530萬美元（300億韓元）用于支持開發(fā)下一代“K電池”（“K-batteries”），特別著眼于推動LG化學(xué)的“鋰硫電池”和三星SDI的“全固態(tài)電池”的發(fā)展。
據(jù)悉，新一代電池將用于韓國現(xiàn)代汽車公司的電動汽車，并為韓國電動汽車制造商和電池制造商之間的聯(lián)盟提供動力。MOTIE的一位代表表示，“我們將根據(jù)消費(fèi)者的需求獲得關(guān)鍵電池技術(shù)，從而在全球電動汽車市場占據(jù)主導(dǎo)地位?！?
當(dāng)前市場，動力電池采用的正極材料已由磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)向三元體系，逐漸向高鎳三元發(fā)展。據(jù)部分電池供應(yīng)商推測，未來五年鋰離子動力電池的單體能量密度有望提高至300Wh/kg以上，但依靠已有的三元體系難以實現(xiàn)電池單體能量密度高于350Wh/kg的目標(biāo)，這促使科學(xué)家們尋求可充電電池的下一個突破。
鋰硫電池、全固態(tài)電池 鋰電池的下一個突破點？
研究資料顯示，鋰硫電池（LSB）由含硫陰極和浸泡在液體電解質(zhì)中的鋰陽極構(gòu)成，基于鋰和硫的電化學(xué)反應(yīng)，其能量密度是鋰離子電池的2-3倍，能有效提高電動汽車?yán)m(xù)航能力，而且由于成本低、無毒，硫儲量豐富等原因，被認(rèn)為是未來儲能設(shè)備的一種可行的替代品。
然而，鋰硫電池需要大量的液體電解質(zhì)，有著火的風(fēng)險，并且在“放電”循環(huán)過程中，在陰極上會形成可溶解的鋰聚硫化物（LiPS），后者擴(kuò)散至電解質(zhì)且輕易地到達(dá)陽極，逐漸降低電池的容量。此外，由于硫不具導(dǎo)電性，因而還需要采用一種導(dǎo)電多孔的主體材料來容納硫，并同時在陰極捕獲鋰聚硫化物。種種因素，導(dǎo)致至今尚未有廠商成功商業(yè)化鋰硫電池。
據(jù)了解，LG化學(xué)一直在與韓科院合作，并于今年6月成功開發(fā)出一項技術(shù)，成功使用更少的電解質(zhì)生產(chǎn)鋰硫電池。目前，LG化學(xué)正在為2030年鋰硫電池的商業(yè)化做準(zhǔn)備。
與鋰硫電池相比，全固態(tài)電池更為人所熟知。其與傳統(tǒng)鋰離子電池不同在于以固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜，安全性高，無自燃、爆炸風(fēng)險；氧化物和硫化物電解質(zhì)的固態(tài)電池能量密度高于采用相同正負(fù)極材料的傳統(tǒng)鋰電池。
光大證券分析師殷中樞5月10日報告指出，固態(tài)電池市場參與者眾多，車企、電池企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等在資本、技術(shù)、人才三方面進(jìn)行博弈，隨著越來越多的企業(yè)加入，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速，進(jìn)入“軍備競賽”階段。
國外大廠方面，三星SDI此前就已透露，將為現(xiàn)代汽車旗下電動車提供固態(tài)電池，續(xù)航達(dá)到800公里，電池循環(huán)壽命超過1000次，并且體積比同容量鋰離子電池小50%；日本汽車制造商豐田與電子企業(yè)巨頭松下于今年2月合作成立了一家合資企業(yè)，將用于生產(chǎn)柱形鋰離子電池以及固態(tài)電池和“下一代”電池。
國內(nèi)方面，去年12月，工信部發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（征求意見稿），在“實施電池技術(shù)突破行動”中，加快固態(tài)動力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化被列為“新能源汽車核心技術(shù)攻關(guān)工程。政策推動之下，國內(nèi)企業(yè)紛紛“入股”固態(tài)電池：
孚能科技上月表示，公司固態(tài)電池技術(shù)儲備將應(yīng)用于下一代動力電池；同月，贛鋒鋰業(yè)公告稱，公司第一代2億瓦時的固態(tài)電池中試線已經(jīng)順利投產(chǎn)；去年年底，北京衛(wèi)藍(lán)新能源也表示，2021年公司半固態(tài)車用動力電池將推向市場。這一進(jìn)度比全球汽車巨頭、動力電池領(lǐng)先廠商豐田量產(chǎn)時間表提前4年。
殷中樞在上述報告中表示，向全固態(tài)鋰電池過渡是鋰電技術(shù)進(jìn)步的重要趨勢；目前，全球都在加快固態(tài)電池的研發(fā)，雖然距離產(chǎn)業(yè)化尚需時間，但如電解質(zhì)或負(fù)極材料選擇與改性、電池工藝革新都應(yīng)是一步一步探索的過程；建議持續(xù)關(guān)注企業(yè)與科研單位的創(chuàng)新技術(shù)成果的發(fā)布、并持續(xù)關(guān)注龍頭公司的鋰電產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)展。
