“固態(tài)電池的安全性會(huì)逐步提高，目前認(rèn)知還很不全面，能否達(dá)到本質(zhì)安全還需要從正極、負(fù)極等多個(gè)路徑進(jìn)行充分驗(yàn)證。”中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員李泓坦言。
5月31日，由中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟主辦的新體系電池技術(shù)主題峰會(huì)召開，會(huì)上新能源電池領(lǐng)域?qū)＜液推髽I(yè)高層就固態(tài)電池發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用探索和未來(lái)趨勢(shì)等展開了討論。有專家表示，目前我國(guó)固態(tài)電池技術(shù)還處于產(chǎn)品導(dǎo)入前的萌芽階段，預(yù)計(jì)全固態(tài)電池在2027年可實(shí)現(xiàn)小規(guī)模示范裝車，2030年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)裝車。
研發(fā)難點(diǎn)待突破
被稱為“六邊形戰(zhàn)士”的固態(tài)電池，基于充電時(shí)間短、續(xù)航里程長(zhǎng)、安全性能高等優(yōu)勢(shì)，有望成為下一代動(dòng)力電池的核心技術(shù)產(chǎn)品。
業(yè)界根據(jù)液態(tài)電解質(zhì)在電池材料中的質(zhì)量百分比含量，將鋰電池分為液態(tài)電池(25%)、半固態(tài)電池(5%-10%)、準(zhǔn)固態(tài)電池(0-5%)和全固態(tài)電池(0)。其中，半固態(tài)電池、準(zhǔn)固態(tài)電池既有液態(tài)電解質(zhì)又有固態(tài)電解質(zhì)，統(tǒng)稱為混合固液電解質(zhì)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)各大固態(tài)電池廠商探索液態(tài)電池向全固態(tài)電池過(guò)渡的環(huán)節(jié)。
隨著新能源汽車、低空飛行產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于電池的高安全性、續(xù)航能力和使用壽命的要求不斷提高。
目前，主流液態(tài)鋰電池能量密度的理論極限在350Wh/kg左右，主流液態(tài)三元電池的能量密度可以達(dá)到260Wh/kg-280Wh/kg，而固態(tài)電池能量密度有望達(dá)到500Wh/kg，續(xù)航里程有望翻倍，解決應(yīng)用中里程焦慮的問(wèn)題。
多名專家在會(huì)上表示，盡管固態(tài)電池被視為提升電池安全性、續(xù)航能力的必然途徑，但目前固態(tài)電池在技術(shù)上仍有眾多難點(diǎn)待突破。
國(guó)軒高科首席科學(xué)家朱星寶認(rèn)為，盡管固態(tài)電池具備高能量密度、高安全性和快速充放電的優(yōu)點(diǎn)，但受到固態(tài)電解質(zhì)、電極材料的固有性質(zhì)限制，固態(tài)電池目前性能有限，固固界面接觸，界面阻抗嚴(yán)重，產(chǎn)線兼容低，生產(chǎn)成本高。
界面穩(wěn)定性是保證電池安全性的重要因素。李泓表示：“通過(guò)熱引發(fā)、光引發(fā)、電化學(xué)反應(yīng)將液態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)換為固態(tài)電解質(zhì)是提升電池安全性的唯一途徑。基于原位固態(tài)化的混合固液電芯工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)原位再包覆、形成連續(xù)界面和離子通道，改善安全的同時(shí)提升電芯持續(xù)充放電性能。”
成本仍過(guò)高
“不以產(chǎn)品為目標(biāo)的技術(shù)指標(biāo)皆是空談，一代電池材料決定一代電池技術(shù)，未來(lái)全固態(tài)電池也一定是各種路線對(duì)應(yīng)產(chǎn)品共存的狀態(tài)。”南方科技大學(xué)教授許曉雄表示。
深藍(lán)科技高級(jí)項(xiàng)目總監(jiān)周安健也表示：“全固態(tài)電池開發(fā)屬于新技術(shù)產(chǎn)品，需緊密結(jié)合技術(shù)進(jìn)步與用戶實(shí)際需求進(jìn)行研發(fā)。”周安健指出，從產(chǎn)業(yè)化角度來(lái)講，全固態(tài)電池的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是商品化屬性不足，成本過(guò)高，制作條件嚴(yán)苛。他認(rèn)為，目前固態(tài)電池成本遠(yuǎn)高于液態(tài)電池，仍不具備商品屬性。固態(tài)電解質(zhì)目前制備條件苛刻，工藝難度大，用到的部分原材料價(jià)格較高。同時(shí)，全固態(tài)電池對(duì)生產(chǎn)工藝、成本和質(zhì)量控制也提出了更嚴(yán)苛的要求。
“目前我國(guó)固態(tài)電池技術(shù)處于產(chǎn)品導(dǎo)入前的技術(shù)萌芽階段，在國(guó)家項(xiàng)目支持下全固態(tài)研發(fā)會(huì)提速，預(yù)計(jì)3-5年內(nèi)或追趕上日韓水平，預(yù)計(jì)全固態(tài)電池在2027年可小規(guī)模示范裝車，2030年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)裝車。”周安健表示。
許曉雄則表示，在低空飛行領(lǐng)域，包括無(wú)人機(jī)、飛行汽車、電動(dòng)飛機(jī)等，預(yù)計(jì)2027年開始有規(guī)模化的高性能電池需求。
產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加速布局
目前，多家電池企業(yè)和整車廠商正加快在固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用。
衛(wèi)藍(lán)新能源研發(fā)總監(jiān)徐航宇表示，截至目前，衛(wèi)藍(lán)新能源在全國(guó)共建有5處生產(chǎn)基地、3處研發(fā)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，共規(guī)劃電解質(zhì)漿料產(chǎn)能1萬(wàn)噸，電池產(chǎn)能超50GWh。4月3日，搭載衛(wèi)藍(lán)新能源360Wh/kg固態(tài)電池的車型正式量產(chǎn)下線，續(xù)航突破1000公里。
車企方面，據(jù)記者了解，今年10月份，搭載光年固態(tài)電池(該電池為半固態(tài)電池)的智己L6，將正式交付用戶;該電池能量密度超過(guò)300Wh/kg，續(xù)航里程超過(guò)1000公里。此外，搭載全固態(tài)電池的智己新車型，預(yù)計(jì)將在2027年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并正式交付用戶。另外，日前廣汽埃安也宣布，計(jì)劃在2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的開發(fā)，并首先搭載于昊鉑車型。
全固態(tài)電池已成為全球電池科技的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。日本、韓國(guó)等企業(yè)也先后發(fā)布了全固態(tài)電池的商業(yè)化計(jì)劃。“固態(tài)電池將助力交通電動(dòng)化、能源清潔化，加速第三次能源革命。”徐航宇表示。(來(lái)源：中國(guó)證券報(bào))
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