本報記者 郭少丹 北京報道
就在磷酸鐵鋰和三元鋰兩大主流動力電池技術(shù)領(lǐng)跑市場焦灼之際，固態(tài)電池已加速占據(jù)車企戰(zhàn)略版圖中的重要位置。
現(xiàn)代汽車官方近日稱，現(xiàn)代、起亞聯(lián)合 Factorial Energy 正在合作測試 Factorial的新型固態(tài)電池技術(shù)；韓國電池制造商SK Innovation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；固態(tài)電池企業(yè)輝能科技宣布完成新一輪融資，融資金額為3.26億美元（約合20.85億元人民幣），投資方包括春華資本、丹豐資本和軟銀中國；富士康宣布，將在2024年推出第一款純電動汽車固態(tài)電池。
《中國經(jīng)營報》記者梳理發(fā)現(xiàn)，近期整車廠商、供應(yīng)商、跨界造車企業(yè)、資本等正加大對固態(tài)電池的投入。而豐田、日產(chǎn)、大眾、寶馬、福特、長城、比亞迪、蔚來等國內(nèi)外主流車企、造車新企，早在幾年前便以投資初創(chuàng)研發(fā)公司、自研等方式布局固態(tài)電池。
業(yè)內(nèi)人士分析，與現(xiàn)有的汽車動力電池技術(shù)相比，固態(tài)電池在安全性和能量密度上具備壓倒性優(yōu)勢，被業(yè)內(nèi)視作是緩解電動車“痛點(diǎn)”最有效的技術(shù)路線，這也是眾多企業(yè)紛紛投注固態(tài)電池的主要因素。然而，呼聲多年，固態(tài)電池在技術(shù)、工藝、材料、成本等方面短時間內(nèi)難以攻破的瓶頸，仍阻礙著其大規(guī)模量產(chǎn)。
“電動車電池技術(shù)向固態(tài)電池技術(shù)變遷是必然的，而電池就像燃油車的發(fā)動機(jī)一樣，是車企未來的核心競爭力，有必要提前布局重資投入。”汽車數(shù)據(jù)工廠創(chuàng)始人張曉亮表示。
眾多企業(yè)布局固態(tài)電池賽道
“正推進(jìn)包括全固態(tài)電池在內(nèi)的新型技術(shù)布局?！?1月4日，寧德時代董秘在與投資者互動時表示。據(jù)企查查信息顯示，寧德時代及其子公司已申請多項固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)專利。
不只以寧德時代為代表的動力電池供應(yīng)商在布局固態(tài)電池，2021年以來，國內(nèi)外多家主流整車企均已發(fā)布針對固態(tài)電池的戰(zhàn)略計劃。
比如，于2021年10月底，韓系車企現(xiàn)代起亞集團(tuán)聯(lián)合 Factorial Energy 宣布正在合作開發(fā) Factorial 新型車規(guī)級固態(tài)電池。現(xiàn)代起亞集團(tuán)與 Factorial Energy 將在電池、模塊和系統(tǒng)級別集成 Factorial 技術(shù)，進(jìn)行車輛級集成；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。
同時，資本也相繼聞風(fēng)而來。固態(tài)電池企業(yè)輝能科技于10月29日宣布完成新一輪融資，融資金額為3.26億美元（約合20.85億元人民幣），投資方包括春華資本、丹豐資本和軟銀中國。
早在5月初，寶馬集團(tuán)宣布，將與福特以及其他投資機(jī)構(gòu)擴(kuò)大與固態(tài)電池技術(shù)廠商Solid Power的聯(lián)合開發(fā)，并投資1.3億美元用于低成本、高能量的固態(tài)電池技術(shù)。而豐田、日產(chǎn)、大眾、福特、長城、比亞迪等國內(nèi)外主流車企，更早在幾年前以投資初創(chuàng)研發(fā)公司、自研等方式已布局固態(tài)電池技術(shù)。
而且，未止步于戰(zhàn)略層面，多家車企還公布了量產(chǎn)時間表。
公開信息顯示，豐田將在2021年推出一款固態(tài)電池，該電池可提供500公里續(xù)航在固態(tài)電池領(lǐng)域，豐田是全球公認(rèn)的實力玩家，已擁有1000多項固態(tài)電池相關(guān)專利。大眾汽車計劃最早于2022年與合作伙伴開始試生產(chǎn)。寶馬希望能在2025年前，展開固態(tài)電池電動原型車的測試作業(yè)，并在2030年前將固態(tài)電池電動車付諸大規(guī)模量產(chǎn)、并投入市售市場?，F(xiàn)代汽車與三星SDI、SKI和LG等電池企業(yè)合作，計劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車，在2030年實現(xiàn)全面批量生產(chǎn)?？缃缭燔嚻髽I(yè)富士康也宣布，將在2024年推出第一款純電動汽車固態(tài)電池。
國內(nèi)車企中，長城汽車旗下蜂巢能源早在2019年就已開始研發(fā)固態(tài)電池，計劃在2030年推出全固態(tài)電解質(zhì)的電池，能量密度在450瓦時/千克-500瓦時/千克。此外，比亞迪、蔚來等也將量產(chǎn)固態(tài)電池提上了日程。
短時間內(nèi)無法大規(guī)模量產(chǎn)
“固態(tài)（電池） 技術(shù)改變了游戲規(guī)則?！贝蟊娖囯姵亻_發(fā)負(fù)責(zé)人弗蘭克·布洛姆曾表示。
當(dāng)前，在政策引導(dǎo)和技術(shù)不斷優(yōu)化加持下，全球新能源汽車銷量與滲透率加速提升，發(fā)展前景十分廣闊。
公開數(shù)據(jù)顯示，今年1-9月，全球廣義新能源乘用車銷量達(dá)到621萬輛，其中插混、純電動、燃料電池的狹義新能源車全球銷量達(dá)400萬輛，同比增長196%，而中國市場新能源汽車同期累計銷量215.7萬輛，同比增長185.3%。
申港證券預(yù)測，2021年中國新能源汽車銷量有可能突破300萬輛，同時全球電動車銷量將突破600萬輛，同比增速達(dá)到74%；并有望在2022年和2023年度繼續(xù)保持65%以上的增速。到2025年全球新能源汽車占比預(yù)計突破50%。
在此背景下，動力電池作為新能源汽車核心零部件成為各方“勢力”搶先爭奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
目前，幾乎占據(jù)整個新能源汽車市場的兩大主流動力電池技術(shù)是磷酸鐵鋰和三元鋰，而兩者市場之爭暗流涌動，又各有所長。
“磷酸鐵鋰電池制造成本較低，安全性高，但電池能量密度不夠高，續(xù)航里程較短；而三元鋰電池能量密度容量較大，續(xù)航里程較高，但成本略高，穩(wěn)定性較低，安全性提升空間較大。所以，續(xù)航焦慮、充電焦慮、安全擔(dān)憂是當(dāng)下新能源汽車比較集中緩解空間又受限的主要痛點(diǎn)?！辟Y深汽車研究員張翔向記者表示。
反觀固態(tài)電池，業(yè)內(nèi)將其視作能夠解決行業(yè)痛點(diǎn)的新一代動力電池。所謂固態(tài)電池，是指采用固態(tài)電解質(zhì)的動力電池，而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。
江蘇新能源汽車行業(yè)發(fā)展研究院研究員厲建平向媒體介紹，固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)在于：一是更安全，液態(tài)電解質(zhì)在充電過程中可能出現(xiàn)鋰枝晶生長并刺破隔膜引起電池短路的問題，而固態(tài)電解質(zhì)不存在電解液漏液問題，不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，不會因漏氣而發(fā)生燃燒。二是能量密度高，全固態(tài)電解質(zhì)電池可以直接使用金屬鋰來做負(fù)極，可以大為減輕負(fù)極材料的用量，使得整個電池的能量密度有明顯提高。三是循環(huán)性能強(qiáng)，理想狀態(tài)下固態(tài)電池循環(huán)性能可以達(dá)到45000次左右。四是適用范圍擴(kuò)大，固態(tài)電解質(zhì)賦予固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)緊湊、規(guī)?？烧{(diào)、設(shè)計彈性大等特點(diǎn)，目前基本保證可以在-25℃至零上60℃之間安全穩(wěn)定使用。
也就是說，固態(tài)電池續(xù)航里程更長、安全性更高、充電時間短，更符合當(dāng)下市場對電動車的需求。有業(yè)內(nèi)人士在撰文中提到，固態(tài)電池可使汽車行駛里程延長超過50%，續(xù)航有望輕松突破1000km，15分鐘內(nèi)可充至80%電量。
中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長黃學(xué)杰在談“下一代動力電池產(chǎn)業(yè)化之路”時曾表示，未來動力電池技術(shù)，是全固態(tài)電池，這是革命性的技術(shù)，科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃新能源汽車專項希望通過原理創(chuàng)新開發(fā)出全固態(tài)電池，等下一代600Wh/kg的電池做出來時，動力電池不僅僅能開汽車，也應(yīng)能夠滿足電動飛機(jī)的動力需求。
業(yè)內(nèi)對固態(tài)電池解決行業(yè)痛點(diǎn)問題寄予厚望，但固態(tài)電池在短時間內(nèi)還無法實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用。
“固態(tài)電池在技術(shù)、工藝、材料、成本等環(huán)節(jié)上，尚有較多瓶頸需要突破?！敝袊瘜W(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會研究部總經(jīng)理周波向記者指出，固態(tài)電池離子導(dǎo)電率低，快速充電較難實現(xiàn)；固體電解質(zhì)界面接觸性差，內(nèi)阻較大，影響電池容量的正常釋放；固態(tài)電池的工藝比較復(fù)雜，技術(shù)未達(dá)到量產(chǎn)水平。材料配套不成熟，制造成本較高。
此外，諾貝爾化學(xué)獎得主、英國化學(xué)家斯坦利·威廷漢曾更尖銳地指出：“制造固態(tài)電池最困難的部分是需要同時滿足高能量密度、快速充電、長循環(huán)壽命和寬溫度范圍工作的要求?！?
業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測，固態(tài)電池有可能在未來5-10年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，從時間表上看，大部分企業(yè)也希望在2030年前后實現(xiàn)固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)。周波認(rèn)為，預(yù)計2025年會率先小規(guī)模應(yīng)用于商用車，未來7-8年內(nèi)，固態(tài)電池不會對現(xiàn)有鋰電池造成太大沖擊。
