中國儲能網訊：隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展，固態(tài)電池逐漸成為行業(yè)關注的焦點，甚至被認為是純電動車普及的關鍵。近年來，各大車企、動力電池供應商，頻頻拋出關于固態(tài)電池新進展的重磅消息。
近日，在新能源領域被認為“鮮有作為”的日本車企本田，突然宣布一則重磅消息，猶如一顆驚雷在行業(yè)中炸響。
11月20日，本田召開新聞發(fā)布會，首次公開自研全固態(tài)電池面向量產化的示范生產線。該試驗生產線于2024年春天開始建設，驗證設備已安裝完畢。本田表示，示范生產線主要將用于全固態(tài)電池量產工藝的技術驗證，同時還將確定電芯的基本規(guī)格，并將針對各道工序的量產技術和量產成本等方面進行驗證。
而根據此前本田透露的信息，其將在不遠的將來開始量產全固態(tài)電池，并在向市場投放的電動車型上進行搭載應用。除應用于新能源汽車外，本田還計劃將全固態(tài)電池搭載于摩托車和飛機等各類移動出行工具上。
事實上，隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展，固態(tài)電池已經逐漸成為行業(yè)關注的焦點，甚至被認為是純電動車普及的關鍵。畢竟，與鋰離子電池相比，全固態(tài)電池的性能有了巨大提升，被認為會改變汽車行業(yè)的格局。近年來，各大車企、動力電池供應商，頻頻拋出關于固態(tài)電池新進展的重磅消息。
固態(tài)電池成車企競爭新高地
進入2024年，固態(tài)電池的熱度逐漸升溫，目前已經有多家車企公布量產時間表。
例如，11月7日，太藍新能源與長安汽車在重慶聯合舉辦無隔膜固態(tài)鋰電池技術發(fā)布會，雙方將聯合推出無隔膜固態(tài)鋰電池技術。根據官方的量產時間表，無隔膜半固態(tài)電池計劃于2026年進行裝車驗證/測試，以滿足新能源電動汽車的應用需求；無隔膜全固態(tài)電池計劃于2027年實現批量生產，在特殊領域開展示范性應用。
除了長安汽車，廣汽集團在固態(tài)電池方面的進展更為迅速。今年4月舉辦的廣汽科技日期間，官方正式發(fā)布了全固態(tài)動力電池技術，并宣稱已初步打通全固態(tài)電池全流程制造工藝，取得車規(guī)級高安全大容量全固態(tài)動力電池量產的關鍵技術突破，并具有超高能量密度、超高安全性及大容量全固態(tài)電芯三大核心優(yōu)勢。官方預計，固態(tài)電池將于2026年搭載于昊鉑車型。
同樣是在今年4月，在智己L6的上市發(fā)布會上，智己官方宣布，搭載行業(yè)首個量產上車的“超快充固態(tài)電池1.0”。根據智己官方發(fā)布的信息，該款電池滿電超130kWh，單體能量密度達368Wh，CLTC綜合續(xù)航里程已經突破1000公里，可以實現充電10分鐘補充400公里續(xù)航里程的補能效率。
此外，蔚來汽車也亮相了150度電的半固態(tài)電池。這款由衛(wèi)藍能源生產的半固態(tài)電池，擁有150kWh的儲能容量和337V的額定電壓。與100度電的電池版本相比，其重量僅增加了20kg，容量卻提升了50%。
面對行業(yè)內固態(tài)或半固態(tài)電池“井噴”般的發(fā)展，諸多業(yè)內人士給予了高度評價。雖然從目前來看，短期內能夠量產上車的通常為半固態(tài)電池，但即便如此，也可以稱為重大突破。
上海藍諾新能源技術有限公司總經理韓麗表示，從目前即將量產裝車的固態(tài)電池來看，從嚴格意義上而言屬于介于固態(tài)與液態(tài)之間的半固態(tài)電池，即邁向固態(tài)電池的“中級目標”。但能實現中級目標已經非常值得關注，畢竟大幅減少了造成熱失控隱患的液態(tài)電解質的用量，從安全性、質量能量密度和體積能量密度等多個指標來看，上述電池產品的確在不斷地取得提升。
供應商相繼公布重磅技術
除了車企之外，電池制造商自然也不甘落后，寧德時代、比亞迪、國軒高科、欣旺達，甚至包括華為均加緊研發(fā)步伐。
11月5日，國家知識產權局公布了寧德時代三項固態(tài)電池專利，分別為“改性固態(tài)電解質及其制備方法、固態(tài)電池及用電裝置”“固態(tài)電解質膜及其制備方法、固態(tài)電池、用電裝置”和“固態(tài)電池單體及其制造方法”。此外，根據相關報道，寧德時代在今年增加了對全固態(tài)電池的研發(fā)投入，已將全固態(tài)電池研發(fā)團隊擴充至超 1 0 0 0人。同時，寧德時代目前主攻硫化物路線，在近期已進入20Ah樣品試制階段。
比亞迪在固態(tài)電池領域的動作同樣不小。近日，中國科學院深圳先進院宣布與比亞迪簽署了新能源汽車前瞻技術項目合作協議，雙方將聚焦固態(tài)電池、鋰電輔材等前沿領域，通過聯合技術攻關、資源整合與協同創(chuàng)新，共同推動汽車智能化、電動化的發(fā)展進程。
此外，國軒高科在互動平臺表示，公司擁有專業(yè)的固態(tài)電池研發(fā)團隊及專項研發(fā)預算，2024年上半年已成功研發(fā)出車規(guī)級全固態(tài)成品電芯“金石電池”，該款30Ah的硫化物全固態(tài)電池已成功通過嚴苛的200攝氏度熱箱測試，預計2027年實現小批量生產及裝車測試。
除了電池制造商之外，科技巨頭華為也在固態(tài)電池領域取得了一定的進展。11月5日，華為公布了一項硫化物固態(tài)電池發(fā)明專利，名稱為“摻雜硫化物材料及其制備方法、鋰離子電池”。根據專利摘要，本實現方式公開的摻雜硫化物材料可以作為硫化物固態(tài)電解質應用在鋰離子電池中，解決了金屬鋰負極與硫化物電解質界面的副反應問題，使得鋰離子電池具有較長的使用壽命。
如今，固態(tài)電池正在迎來一場“全民狂歡”，各路選手紛紛“上桌”，這也意味著固態(tài)電池正在逐漸成為新能源汽車領域競爭的新“戰(zhàn)場”。
固態(tài)電池欲速則不達
11月6日，工信部就《新型儲能制造業(yè)高質量發(fā)展行動方案》（征求意見稿）公開征求意見，其中明確提到，重點布局儲能用固態(tài)電池。
同時，我國在固態(tài)電池領域不斷涌現出的新成果，也反映了固態(tài)電池技術在電池行業(yè)中的重要性和發(fā)展?jié)摿?，固態(tài)電池正在以其獨特的優(yōu)勢成為市場的寵兒。
但值得注意的是，當前固態(tài)電池產業(yè)的發(fā)展仍然處于發(fā)展初期，存在多種技術路線的并存與探索。
從固態(tài)電解質的化學組成來劃分，全固態(tài)電池主要分為三種體系：聚合物型、氧化物型和硫化物型。聚合物電解質以其良好的負極界面相容性和較低的剪切模量著稱，但受限于較低的離子導電率和較短的循環(huán)使用壽命；氧化物電解質則以其寬廣的電化學窗口、卓越的熱穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性脫穎而出，盡管它們的柔韌性不足；硫化物電解質則因其出色的電導率和熱穩(wěn)定性而受到青睞，但它們對水分的敏感性是一個需要關注的問題。這三種電解質各有其特點和局限性，選擇合適的材料體系對于全固態(tài)電池的性能至關重要。
此外，當前固態(tài)電池的技術發(fā)展仍然有很大的提升空間。
此前，寧德時代董事長曾毓群表示，固態(tài)電池距離成熟量產還有一段距離：“如果用數字1到9，表示固態(tài)電池的技術和制造成熟度，1是剛開始涉及這一領域，9是技術成熟，可以投入大規(guī)模生產。當前行業(yè)最高水平只到4左右，只是做出了一些器件樣品，進行了一些實驗驗證。這些器件的使用，有很多邊界條件。這意味著這些器件還無法投入市場應用。”
比亞迪弗迪電池有限公司首席技術官孫華軍同樣表示，全固態(tài)電池的大規(guī)模量產還有比較長的路要走?！肮虘B(tài)電池從實驗室樣品放大到汽車用動力電池，會出現很多問題。例如固態(tài)電池需要在高壓條件下保持電池材料緊密接觸，實驗室對樣品施加的壓力主要是上下兩個方向，在實際的電池應用中，有些材料處于電池中部，它的膨脹變形是多個方向的，很難約束?！?孫華軍如 是說道。
中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高也指出，固態(tài)電池欲速則不達，需要企業(yè)循序漸進，先解決電解質問題，然后解決負極問題，再解決正極問題。最開始固態(tài)電池能量密度可能沒有想象中高，但可以提高電池安全性、簡化熱管理，最終目標還是要在2030年實現固態(tài)電池的大規(guī)模產業(yè)化。
事實上，固態(tài)電池產業(yè)化的最大難點在于技術和成本。技術上，固態(tài)電池的生產工藝復雜，需要解決材料選擇、電解質穩(wěn)定性、界面電阻等多個問題；成本上，由于生產工藝復雜、材料成本高以及生產規(guī)模相對較小，固態(tài)電池的成本也遠高于液態(tài)電解質電池。
固態(tài)電池是規(guī)則的改變者？
無論是車企，還是動力電池制造商，扎堆固態(tài)電池領域，顯然證明了固態(tài)電池具備的特殊優(yōu)勢。
相較于傳統(tǒng)電池，全固態(tài)電池采用固態(tài)電解質取代液態(tài)電解液，顯著提升了能量密度，部分產品能量密度可達500Wh/kg，遠超當前液態(tài)鋰電池200~300Wh/kg的水平。這一進步意味著在相同體積下，全固態(tài)電池能夠提供更多的能量，同時減小了電池的體積。
安全性方面，全固態(tài)電池展現出更高的熱穩(wěn)定性和不易燃特性，沒有液體泄漏的風險，極大地降低了電池在高溫下自燃和爆炸的危險。此外，固態(tài)電解質的化學穩(wěn)定性受環(huán)境溫度影響較小，使得電池在碰撞和擠壓情況下的穩(wěn)定性更高，起火概率顯著降低。
可以想象，未來當固態(tài)電池逐漸成熟并走進市場，很可能將進一步促進新能源汽車的發(fā)展。正如株式會社本田技術研究所代表取締役社長大津啟司所說的那樣：“全固態(tài)電池作為一項創(chuàng)新技術，將會成為純電動時代游戲規(guī)則的改變者。電池作為電動化的關鍵因素，正在取代支撐汽車發(fā)展至今的發(fā)動機?！?
