中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“固態(tài)電池有望成為下一代動(dòng)力電池的終極解決方案。目前，各國企業(yè)進(jìn)入軍備競(jìng)賽階段，加注研發(fā)固態(tài)電池，一旦能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化將帶來產(chǎn)業(yè)顛覆性變革。”“在現(xiàn)有的各種探索中，最有可能成為下一代動(dòng)力電池的就是固態(tài)鋰電池?！薄?/span>
業(yè)內(nèi)對(duì)于固態(tài)電池的呼聲越來越高，固態(tài)電池商業(yè)化的節(jié)點(diǎn)真的要來臨了？在技術(shù)上，固態(tài)電池又有何新突破？
固態(tài)電池好在哪？
固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。
固態(tài)電池被認(rèn)為是下一代電池的方向之一，究竟有何優(yōu)勢(shì)？
一是安全性高。由于固態(tài)電池的電解質(zhì)固態(tài)化，不含易燃易爆、易揮發(fā)等成分，可徹底消除電池因漏液引發(fā)的電池冒煙、起火等，以及在充放電過程中生成鋰枝晶造成的安全隱患，被稱為最安全電池體系。
二是能量密度高。東方財(cái)富證券研報(bào)稱，目前，市場(chǎng)上應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池單體能量密度約為120-140Wh，三元電池單體能量密度約為130-220Wh，而固態(tài)電池可提供的能量密度約為300-400Wh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的電池。
三是固態(tài)電池的適用溫度范圍更廣，循環(huán)使用壽命更長(zhǎng)。固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性可以減緩電池中的失活和退化過程，不僅可以延長(zhǎng)電池的使用壽命，還能阻止金屬鋰的電極枝晶生長(zhǎng)，減少電極的體積膨脹和損壞，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
基于上述優(yōu)勢(shì)，固態(tài)電池一直被業(yè)內(nèi)寄予厚望。中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高表示，“現(xiàn)在全球已經(jīng)有無數(shù)人投入到全固態(tài)電池技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)動(dòng)中，隨著ChatGPT技術(shù)的出現(xiàn)，提高了對(duì)新材料的探索效率，使得開發(fā)周期縮短，通過全球努力，全固態(tài)電池能夠取得成功?！?
“我們發(fā)現(xiàn)，在全球頂刊上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在指數(shù)般地增長(zhǎng)，而技術(shù)是在商業(yè)化的前夜。”歐陽明高說。
在中國工程院外籍院士孫學(xué)良看來，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)和應(yīng)用，窗口在2025-2030年期間，“未來10年，將是固態(tài)電池研發(fā)的關(guān)鍵機(jī)遇期?！?
發(fā)展現(xiàn)狀如何？
華泰證券研報(bào)稱，預(yù)計(jì)2030年全球固態(tài)電池市場(chǎng)空間將超3000億元。
面對(duì)如此規(guī)模巨大的市場(chǎng)，各國均在積極布局以期搶占先機(jī)。中國電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)張永偉稱，美國計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池和鋰金屬電池規(guī)?；慨a(chǎn)；日本計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)；韓國將在2023-2028年投入3066億韓元，爭(zhēng)取提前實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池、鋰硫電池、鋰金屬電池商業(yè)化應(yīng)用；歐盟已批準(zhǔn)向參與電池項(xiàng)目的7個(gè)成員國提供32億歐元援助，以支持電池技術(shù)研究和項(xiàng)目創(chuàng)新。
而我國自2020 年起，首次將固態(tài)電池列入行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象并提出加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，今年則進(jìn)一步提出加強(qiáng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系研究。
在政策的支持下，我國電池企業(yè)、整車企業(yè)、科研院所等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，均在進(jìn)行研發(fā)和布局，不斷推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。寧德時(shí)代在2016年就宣布了硫化物固態(tài)電池的研發(fā)路徑；國軒高科于2017年著手研發(fā)固態(tài)電池和固態(tài)電解質(zhì)；蜂巢能源于2022年推出了國內(nèi)首批20Ah級(jí)硫系全固態(tài)原型電芯……
整車企業(yè)方面，比亞迪在2016年將固態(tài)電池確定為未來的發(fā)展方向，并于2021年公開了硫系添加劑全固態(tài)電池專利；今年5月31日，上汽集團(tuán)和清陶能源簽署增資擴(kuò)股協(xié)議和戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，將進(jìn)一步深化雙方長(zhǎng)期、共贏的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，率先推動(dòng)2025年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池技術(shù)“10萬輛級(jí)”大規(guī)模量產(chǎn)落地，依托全球領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)為消費(fèi)者打造真正安全節(jié)能、高性價(jià)比的“爆款電動(dòng)車”……
在資本市場(chǎng)，固態(tài)電池相關(guān)企業(yè)也備受青睞。據(jù)電池網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，國內(nèi)已有8家固態(tài)電池制造領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)獲得32輪融資。其中，在2022年，固態(tài)電池領(lǐng)域融資明顯加快，8家企業(yè)總計(jì)進(jìn)行了12輪的融資?！?
近年來，中國在準(zhǔn)固態(tài)、半固態(tài)電池研究上世界領(lǐng)先。在全固態(tài)電池領(lǐng)域，中國也逐漸靠近了發(fā)達(dá)國家，具有非常好的發(fā)展機(jī)遇?！睂O學(xué)良說，下一步，要充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，力爭(zhēng)在中國率先實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的突破。
還存在哪些短板？
在固態(tài)電池市場(chǎng)火熱的背后，仍存在諸多短板不容忽視。
孫學(xué)良說，固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)是安全性和能量密度，但還面臨材料問題、界面問題、工程化問題等諸多挑戰(zhàn)?！皯?yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研發(fā)與創(chuàng)新，重視專利布局?！?
技術(shù)之外，成本也是一個(gè)必須要考慮的問題。有業(yè)內(nèi)人士表示，全固態(tài)電池成本相比混合固液電池會(huì)進(jìn)一步增加，一方面是由于固態(tài)電解質(zhì)用量的增加，另一方面，由于全固態(tài)電池工藝與液態(tài)電池相比變化較大，新增設(shè)備折舊攤銷、產(chǎn)品質(zhì)量控制能力缺乏、工程驗(yàn)證周期長(zhǎng)等因素也會(huì)加大成本。
據(jù)中郵證券測(cè)算，目前固態(tài)電池較液態(tài)電池成本高出30%以上。預(yù)計(jì)半固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)后，成本比液態(tài)鋰電池高10%-20%。
上汽集團(tuán)副總工程師、上汽捷能汽車技術(shù)有限公司總經(jīng)理朱軍說，全固態(tài)電池能量密度再高，主流的電動(dòng)汽車看重的還是成本。如果半固態(tài)、全固態(tài)電池能夠幫助主流汽車廠商降低成本，那么應(yīng)該很快就能商用。
此外，還有專家表示，目前固態(tài)電池的命名、尺寸等缺少明確定義和規(guī)范，一方面，需要對(duì)固態(tài)電池的分類、命名等準(zhǔn)則進(jìn)行規(guī)范，如明確混合固態(tài)電池、全固態(tài)電池等固態(tài)電池的定義，減少投資和研發(fā)的無效浪費(fèi)。另一方面，應(yīng)基于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合刀片電池、固態(tài)電解質(zhì)特點(diǎn)等行業(yè)多年發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，制定更精簡(jiǎn)的動(dòng)力電池尺寸規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，助力行業(yè)規(guī)模化發(fā)展。
