中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：提起固態(tài)電池，業(yè)內(nèi)人士早已不再陌生。在電動(dòng)汽車?yán)顺迸畈d起的今天，繼液態(tài)鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用后，固態(tài)電池成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，被視作下一代動(dòng)力電池尖端技術(shù)。其中，汽車制造商和電池供應(yīng)商的態(tài)度最為積極，走在研發(fā)和測(cè)試的前端，甚至紛紛公布了量產(chǎn)時(shí)間表。最近的一個(gè)例子，莫過(guò)于不久前大眾汽車集團(tuán)的表態(tài)。
為了進(jìn)一步明確汽車行業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局和進(jìn)展，記者梳理了主流企業(yè)的相關(guān)信息。與鋰電池的中、日、韓“三國(guó)殺”不同，固態(tài)電池的競(jìng)爭(zhēng)呈現(xiàn)出全球角力的態(tài)勢(shì)。
英國(guó)
戴森
2015年，英國(guó)家電巨頭戴森宣布收購(gòu)美國(guó)密歇根州的新型固態(tài)電池初創(chuàng)公司Sakti3。Sakti3一直致力于專業(yè)研發(fā)、制造高性能固態(tài)鋰離子電池。
法國(guó)
博洛雷
博洛雷2900輛投入使用的電動(dòng)汽車Bluecar，配裝子公司Batscap生產(chǎn)的30kWh金屬鋰聚合物電池，該款動(dòng)力電池采用Li-PEO-LFP材料體系。
德國(guó)
大眾
今年8月初，大眾汽車集團(tuán)CEO迪斯在沃爾夫斯堡舉行的一次新聞發(fā)布會(huì)上表示，其合作伙伴QuantumScape正在研發(fā)能讓電動(dòng)汽車更便宜、續(xù)駛里程更長(zhǎng)的技術(shù)，雙方計(jì)劃未來(lái)幾年合作生產(chǎn)電池。據(jù)了解，QuantumScape是一家初創(chuàng)公司，今年6月得到了大眾集團(tuán)1億美元的投資，其試制的固態(tài)電池已在電動(dòng)汽車上完成測(cè)試。大眾集團(tuán)還計(jì)劃與QuantumScape成立一家合資公司，目標(biāo)是到2025年建立固態(tài)電池生產(chǎn)線。
大眾集團(tuán)方面表示，如果使用新開(kāi)發(fā)的固態(tài)電池，該公司e-Golf的續(xù)駛里程可以從現(xiàn)有的300公里增至約750公里?！肮虘B(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用將成為電動(dòng)汽車的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)?！贝蟊娂瘓F(tuán)研發(fā)負(fù)責(zé)人阿克塞爾·海因里希說(shuō)，“通過(guò)將大眾集團(tuán)豐富的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)與QuantumScape的技術(shù)相結(jié)合，我們希望加快固態(tài)電池的商業(yè)化速度，向著零排放的下一代移動(dòng)工具不斷前進(jìn)。”
去年9月，大眾集團(tuán)公布了電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展計(jì)劃“RoadmapE”，提出到2030年大眾集團(tuán)全部車型都將有電動(dòng)版。一旦其固態(tài)電池大規(guī)模應(yīng)用，大眾集團(tuán)的電動(dòng)汽車計(jì)劃勢(shì)必獲得不小的助力。
寶馬
與所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一樣，寶馬對(duì)固態(tài)電池同樣充滿了興趣。去年12月，寶馬宣布與電池技術(shù)公司Solid Power建立新的合作伙伴關(guān)系，雙方將聯(lián)手開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車專用的固態(tài)電池技術(shù)，并且包括后續(xù)的商業(yè)化進(jìn)程。寶馬希望固態(tài)電池可以將電動(dòng)汽車性能提升到全新的水平，計(jì)劃2026年投產(chǎn)固態(tài)電池。
Solid Power是美國(guó)科羅拉多州的一家初創(chuàng)公司，成立于2012年。Solid Power之前宣稱其在固態(tài)電池技術(shù)方面迎來(lái)突破，這家公司在鋰電池中混合了高容量的金屬鋰負(fù)極，并打造出一種新的固態(tài)電池，在重量相同的情況下電量為傳統(tǒng)鋰電池的2～3倍?！肮境闪⒁詠?lái)，Solid Power團(tuán)隊(duì)一直致力于開(kāi)發(fā)和推廣具有競(jìng)爭(zhēng)力的固態(tài)電池。與寶馬的合作進(jìn)一步證實(shí)了固態(tài)電池創(chuàng)新將進(jìn)一步改善電動(dòng)汽車?！盨olid Power創(chuàng)始人兼CEO道格·坎貝爾表示。
大陸集團(tuán)
去年11月，德國(guó)零部件巨頭大陸集團(tuán)CEO埃爾馬·根哈特對(duì)外透露，他們正在考慮加大對(duì)創(chuàng)新型電池的生產(chǎn)投資。根哈特補(bǔ)充道，大陸要投資的并不是目前正在使用的鋰離子電池，而是預(yù)計(jì)在2024年或2025年投入生產(chǎn)的新一代固態(tài)電池技術(shù)。
大陸集團(tuán)此前宣布，計(jì)劃2021年前投資3億歐元，以支持未來(lái)十年電動(dòng)汽車技術(shù)的研發(fā)，其中包括電池新技術(shù)。今年7月，大陸集團(tuán)宣布一拆三，分為三大板塊：動(dòng)力總成、汽車和橡膠，并形成三個(gè)獨(dú)立的控股公司。其中，動(dòng)力總成公司業(yè)務(wù)包括電驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)相關(guān)、電池項(xiàng)目。
中國(guó)
上汽
2016年，美國(guó)材料科技公司Solid Energy宣布，其獲得了來(lái)自中國(guó)上汽集團(tuán)的B輪戰(zhàn)略投資。
Solid Energy脫殼于美國(guó)麻省理工大學(xué)能源實(shí)驗(yàn)室。2013年，Solid Energy獲得新加坡淡馬錫旗下VC祥峰投資和上海乾洋共計(jì)450萬(wàn)美元的A輪投資。去年年底，Solid Energy獲得3000萬(wàn)美元的C輪融資，具體資方不明。
比亞迪
比亞迪2017年8月申請(qǐng)了一種全固態(tài)鋰離子電池正極復(fù)合材料及固態(tài)鋰離子電池發(fā)明專利。今年1月，比亞迪在互動(dòng)平臺(tái)表示，公司正在積極推進(jìn)固態(tài)電池項(xiàng)目商用。
寧德時(shí)代
在我國(guó)，已經(jīng)有不少科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)在固態(tài)電池上下了大功夫，并取得了階段性成果，例如：中科院化學(xué)所、中科院寧波材料所、中科院青島生物能源所、中科院上海硅酸鹽研究所、中科院物理所、萬(wàn)向集團(tuán)、寧德時(shí)代、比亞迪等。
中國(guó)工程院院士陳立泉曾明確表示：“能量密度要進(jìn)一步提高，必須從現(xiàn)在開(kāi)始考慮全固態(tài)鋰電池?！敝袊?guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰也認(rèn)為，從下一步發(fā)展來(lái)看，應(yīng)該關(guān)注固態(tài)電池。
以最近風(fēng)頭正猛的寧德時(shí)代為例，該公司主要在聚合物和硫化物基固態(tài)電池方向分別開(kāi)展了相關(guān)的研發(fā)工作。其中，聚合物固態(tài)鋰金屬電池方面，寧德時(shí)代設(shè)計(jì)制作了容量為325毫安時(shí)的聚合物電芯，循環(huán)300圈以上，容量保持率達(dá)到82％。
不過(guò)，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群坦言，公司在固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)投入已有幾年，取得了一定的成績(jī)，但距離商業(yè)化的時(shí)間仍比較長(zhǎng)。
贛鋒鋰業(yè)
今年5月，贛鋒鋰業(yè)對(duì)外表示，目前正在對(duì)固態(tài)電池產(chǎn)品進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)工作，并在寧波設(shè)立了研發(fā)中心及試驗(yàn)生產(chǎn)線，以加快公司固態(tài)鋰電池技術(shù)的商業(yè)化。目前該公司固態(tài)鋰電池產(chǎn)品處于試驗(yàn)階段，已通過(guò)多項(xiàng)第三方安全測(cè)試。
萬(wàn)向
去年9月，萬(wàn)向旗下的A123系統(tǒng)公司投資了Solid Power。今年2月，萬(wàn)向宣布，A123系統(tǒng)公司對(duì)美國(guó)離子材料公司進(jìn)行了投資。該公司系一家新材料科技公司，其研發(fā)出的特殊聚合物電解質(zhì)，可將新型固態(tài)電池性能提高到全新水平。
清陶
清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司（簡(jiǎn)稱“清陶發(fā)展”）是清華大學(xué)南策文院士團(tuán)隊(duì)投資創(chuàng)辦的一家專注于頂尖新能源材料技術(shù)“產(chǎn)-學(xué)-研”發(fā)展轉(zhuǎn)化的高科技企業(yè)。該公司官網(wǎng)顯示，其圍繞全固態(tài)鋰電池開(kāi)發(fā)有豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，形成了一系列自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，目前已突破核心技術(shù)全固態(tài)電解質(zhì)材料（LLTO、LLZO）生產(chǎn)技術(shù)，可通過(guò)流延成型、薄膜制備等多種方法制備出全固態(tài)電解質(zhì)膜，替代傳統(tǒng)鋰電池中的液態(tài)電解質(zhì)材料。2017年，清陶發(fā)展以實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化為工作重點(diǎn)，從材料、器件、裝備多維度開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)，已推出可量產(chǎn)化的全固態(tài)鋰電池，能量密度達(dá)350Wh/kg。
韓國(guó)
現(xiàn)代汽車
現(xiàn)代汽車也加入了固態(tài)電池的競(jìng)爭(zhēng)。去年4月，《韓國(guó)先驅(qū)報(bào)》透露，現(xiàn)代汽車正通過(guò)其南陽(yáng)研發(fā)中心旗下的電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行固態(tài)電池的研發(fā)，已達(dá)到一定的技術(shù)水平。
今年7月，現(xiàn)代汽車宣布投資IonicMaterials公司。據(jù)了解，該公司位于美國(guó)馬薩諸塞州，研發(fā)的是一種固態(tài)堿性電池，相比于鋰離子電池，它的成本更低，同時(shí)穩(wěn)定性更好。官方宣稱，就算子彈打入電池表面，電池仍能正常工作。
Ionic Materials專注于制造一種全新的聚合物來(lái)取代當(dāng)今鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)。據(jù)外媒報(bào)道，Ionic Materials的研究人員聲稱已取得三大突破，首先他們斷言，鋰離子在聚合物中的移動(dòng)比在常規(guī)液態(tài)電解質(zhì)中還要快，這基本上與既有物理認(rèn)知相反，理論上離子應(yīng)該更不容易通過(guò)固體，如果這項(xiàng)研究是事實(shí)，將在固態(tài)電池領(lǐng)域帶來(lái)重大革新。其次，Ionic Materials表示，其材料工作電壓高達(dá)5V。最后，固態(tài)電池研究中大多數(shù)材料約在60°C溫度下運(yùn)行，但他們的材料能在室溫環(huán)境下工作。
除了現(xiàn)代汽車外，Ionic Materials公司的“金主”可不少。今年2月，Ionic Materials公司宣布完成了6500萬(wàn)美元的C輪融資，而投資者包括韓國(guó)三星、英國(guó)戴森以及雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟。
三星SDI、LG化學(xué)
韓國(guó)方面，三星SDI、LG化學(xué)等正在加快固態(tài)電池的研發(fā)。在去年和今年的北美車展上，三星SDI均展出了固態(tài)電池。三星SDI的一位高管去年曾表示，大概在兩年內(nèi)生產(chǎn)固態(tài)電池，屆時(shí)可能會(huì)首先應(yīng)用于智能手機(jī)，安全性充分得到測(cè)試之后，2025年左右會(huì)應(yīng)用在汽車上。
另外，LG化學(xué)也在加快研究固態(tài)電池技術(shù)。根據(jù)三星SDI的說(shuō)法，LG化學(xué)和三星SDI的固態(tài)電池研發(fā)技術(shù)處于同等水平。
日本
日立造船
今年7月底，日立造船公司社長(zhǎng)谷所敬對(duì)外闡述了公司的固態(tài)電池發(fā)展計(jì)劃。據(jù)他介紹，日立造船計(jì)劃最早年內(nèi)在宇宙空間領(lǐng)域使得固態(tài)電池進(jìn)入實(shí)用化階段，至于面向汽車領(lǐng)域的量產(chǎn)，則為2026～2029年。
“首先將固態(tài)電池用于宇宙空間等特殊領(lǐng)域，作為生產(chǎn)的突破口，之后與本田等車企合作，未來(lái)面向電動(dòng)汽車量產(chǎn)固態(tài)電池。相關(guān)路線圖已經(jīng)制定出來(lái)。”谷所敬說(shuō)。他認(rèn)為，固態(tài)電池未來(lái)將是公司新的利潤(rùn)來(lái)源。
注：今年6月，日本國(guó)立研究機(jī)構(gòu)——新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）宣布啟動(dòng)第二階段固態(tài)鋰離子電池研發(fā)項(xiàng)目，并為此斥資100億日元（約合人民幣5.9億元），成員包括豐田、本田、日產(chǎn)、松下、GS湯淺、三井化學(xué)、旭化成、東麗等23家整車及電池、材料廠商，另外還有15家大學(xué)及公共研究機(jī)構(gòu)。
豐田
作為大眾汽車集團(tuán)的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，豐田對(duì)固態(tài)電池的研究也已持續(xù)數(shù)年。去年10月，豐田宣布投入200余人加快對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)。同年12月，豐田與松下聯(lián)合對(duì)外宣布，雙方正探討在方形車載電池方面展開(kāi)合作，并欲聯(lián)合開(kāi)發(fā)固態(tài)電池，以通過(guò)先進(jìn)的電池技術(shù)促進(jìn)電動(dòng)汽車的普及。
目前，豐田可使固態(tài)電池的功率密度提高到約2.5 kW/L，能量密度約為400Wh/kg。據(jù)豐田電池生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)部主管巖瀨正宜介紹，固態(tài)電池的能量密度至少能達(dá)到現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池的2倍以上，并有望大幅降低快速充電時(shí)間。與燃油車相比，現(xiàn)有電動(dòng)汽車普及的主要障礙在于車價(jià)高、續(xù)駛里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)，而固態(tài)電池有助于改善后兩者。
巖瀨正宜表示，目前豐田正在加快研發(fā)，以超越液態(tài)鋰離子電池為前提，以實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的商業(yè)化為目標(biāo)，預(yù)計(jì)2025年前可實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)，之后的目標(biāo)是掌握大批量生產(chǎn)固態(tài)電池的技術(shù)。
雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟
雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟也沒(méi)有忽視固態(tài)電池這支潛力股。今年3月，雷諾集團(tuán)電動(dòng)汽車業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人吉勒斯·諾曼德透露，雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟正致力于固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)。諾曼德認(rèn)為，固態(tài)電池是汽車業(yè)的新希望，主要應(yīng)用于長(zhǎng)續(xù)駛的電動(dòng)汽車，“這項(xiàng)技術(shù)在成本、密度和熱穩(wěn)定性方面都較目前的鋰離子電池有巨大優(yōu)勢(shì)?！彼a(bǔ)充說(shuō)：“雖然還有許多挑戰(zhàn)，但我們?nèi)〉昧朔浅：玫倪M(jìn)展，目標(biāo)是在2030年之前將其推向市場(chǎng)，如果可能的話，2025年。”
今年1月，雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟宣布，設(shè)立名為“聯(lián)盟風(fēng)投”的企業(yè)風(fēng)投基金，未來(lái)五年為創(chuàng)業(yè)公司提供高達(dá)10億美元的投資。雷諾和日產(chǎn)分別注資40％，三菱注資20％。第一筆投資給予Ionic Materials，該公司主要開(kāi)發(fā)固態(tài)堿性電池。
美國(guó)
通用
2016年，美國(guó)材料科技公司Solid Energy獲得了通用汽車、上汽集團(tuán)和Applied Materials合投的1200萬(wàn)美元B輪融資。
菲斯科
去年年底，菲斯科宣布該公司已經(jīng)申請(qǐng)了固態(tài)鋰電池專利，并預(yù)計(jì)在2023年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
編后：
除汽車制造商及電池生產(chǎn)企業(yè)外，三菱瓦斯化學(xué)、東麗、住友化學(xué)等材料廠商也看好固態(tài)電池的市場(chǎng)前景，正在加速相關(guān)材料的研發(fā)。三菱瓦斯化學(xué)的目標(biāo)是，2020年前開(kāi)發(fā)出用于固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)，以盡快將新一代電池材料推向市場(chǎng)。可以說(shuō)，固態(tài)電池已成為企業(yè)普遍看好的下一代電池技術(shù)，當(dāng)然，研發(fā)及實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的難度也不低。
為此，除了自身研發(fā)外，不少企業(yè)選擇合作，汽車廠商與電池廠商合作，與初創(chuàng)公司合作，與材料廠商及科研機(jī)構(gòu)的合作屢見(jiàn)不鮮。一旦能量密度大增的固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，對(duì)于電動(dòng)汽車發(fā)展所起到的促進(jìn)作用不言而喻。
文：張冬梅編輯：龐國(guó)霞
