被稱為最難實現(xiàn)商用化的全固態(tài)電池，再次引起了廣泛關注。
日前，有媒體報道稱，豐田汽車將全固態(tài)電池量產(chǎn)時間從原定的2027年推遲到2030年以后。這意味著在開發(fā)和商用全固態(tài)電池技術后，量產(chǎn)還需要更多的時間。
在業(yè)內(nèi)看來，由于量產(chǎn)推遲，全固態(tài)電池技術很難對電動汽車市場產(chǎn)生顯著影響，預計到2030年，豐田銷售的絕大多數(shù)電動汽車還將使用目前主流的鋰離子液體電解質(zhì)電池。
多企業(yè)布局
雖然豐田推遲了量產(chǎn)時間，但其他車企還在穩(wěn)步推進全固態(tài)電池方面的布局。在今年的廣州車展上，廣汽集團總經(jīng)理馮興亞表示：“廣汽集團固態(tài)電池已經(jīng)取得突破性進展，在電芯能量密度達到400wh/kg時，能夠滿足電池在極端環(huán)境下的安全性與可靠性要求，計劃在2026年實現(xiàn)裝車搭載。”
廣汽埃安也表示，將在2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)搭載，昊鉑品牌將雙線采用。隨后在11月20日，廣汽埃安實驗室宣布完成固態(tài)電池的界面改性技術試驗驗證。該技術將使固態(tài)電池的壽命衰減降低50%，150周循環(huán)后，電池容量能夠保持在90%以上。
東風日產(chǎn)也在廣州車展上展示了全固態(tài)電池技術，在能量密度和續(xù)航里程方面，日產(chǎn)全固態(tài)電池幾乎可以達到現(xiàn)有電池的兩倍，在充電時間方面，可以縮短到傳統(tǒng)電池的三分之一。日產(chǎn)預計在2024年啟動試點工廠，2028年之前量產(chǎn)上市。
此外，長安汽車也公布了固態(tài)電池的規(guī)劃，計劃在2030年推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯。計劃2027年之前推動重量能量密度達到350-500Wh/kg、體積能量密度750—1000Wh/L，并逐步量產(chǎn)應用，2030年實現(xiàn)全面普及。
在海外方面，日前，美國全固態(tài)電池制造企業(yè)Solid Power在第三季度報告中表示，已經(jīng)生產(chǎn)出第一批固態(tài)電池單體，并交付給寶馬公司。隨著樣品的交付，汽車資格認證也已經(jīng)開始，這些電池將用于寶馬的示范項目。隨后，寶馬也表示，計劃在2025年之前推出使用Solid Power技術的第一輛原型車，并稱已經(jīng)獲得了研發(fā)許可。
而除了車企，目前寧德時代、中創(chuàng)新航、贛鋒鋰電、衛(wèi)藍新能源、國軒高科、孚能科技、蜂巢能源等電池企業(yè)也都在固態(tài)電池領域有所布局。
11月20日，中創(chuàng)新航在全球合作伙伴大會上表示，公司半固態(tài)電池在明年四季度將在某外資豪華品牌上搭載，可實現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航500km，最大續(xù)航里程1000km。
韓國的三星SDI副總裁Michael Son近日在電話會議上指出：“全固態(tài)電池在材料和工藝方法上與傳統(tǒng)電池不同，這為電池制造商帶來了許多挑戰(zhàn)。”他透露，公司計劃在2027年前開始大規(guī)模生產(chǎn)全固態(tài)電池，并已經(jīng)與多家汽車制造商就生產(chǎn)問題進行了討論。同時，SK集團的SK On也在進行突破性的全固態(tài)電池研究，該公司正開發(fā)兩種類型的全固態(tài)電池，其高能量密度和更快的充電時間將極大地提高電動汽車的續(xù)航能力。
從目前各企業(yè)給出的時間點來看，半固態(tài)電池量產(chǎn)時間大概在2024年左右，全固態(tài)電池量產(chǎn)時間在2026年左右。中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高認為，電池技術的創(chuàng)新周期在30年左右，鋰離子電池的應用是在2000年左右，因此預計2030年電池技術會有全方位的革新。“我們認為是新材料的換代，也就是開始研發(fā)以固態(tài)電解質(zhì)為核心的全固態(tài)電池，預計到2030年會趨于成熟。”
固態(tài)電池何時終結(jié)燃油車？
為什么企業(yè)要加大對固態(tài)電池的布局？從續(xù)航來看，目前固態(tài)電池的能量密度是鐵鋰電池的2倍，按此計算，三元電池的能量密度在250wh/kg左右，對應續(xù)航500km—700km，磷酸鐵鋰電池的能量密度在200wh/kg左右，對應續(xù)航在300km—500km。而固態(tài)電池能量密度增可能超過400wh/kg，這樣續(xù)航里程就會大幅增加。
此外，固態(tài)電池還擁有耐高溫、抗穿刺的超高安全性，以及寬溫域工作窗口等眾多優(yōu)點。因此，在業(yè)內(nèi)流傳這這樣一句話：“固態(tài)電池普及之日，就是燃油車退出歷史之時。”
不過，多年來，固態(tài)電池一直沒能走出實驗階段，真正實現(xiàn)量產(chǎn)。一方面，固態(tài)電池的穩(wěn)定性差，容易發(fā)生嚴重的衰減，縮短電池壽命。
另一方面，固態(tài)電池成本極高。中郵證券測算，目前固態(tài)電池較液態(tài)電池成本高出30%以上。預計半固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)后，成本也比液態(tài)鋰電池高10%—20%。韓國知名咨詢機構SNE research也表示，到2030年，液態(tài)鋰離子電池在動力電池的市場仍將占據(jù)絕對優(yōu)勢，即使全固態(tài)電池成功批量生產(chǎn)，由于成本問題很難解決，市場滲透率也會非常低，達到4%左右。
因此，如何減少電池壽命，縮減、降低固態(tài)電池成本成為關鍵。日前，億緯鋰能公開表示，公司的半固態(tài)電池為固液混合的半固態(tài)體系，基于50Ah的軟包電池，可實現(xiàn)500wh/kg的能量密度，循環(huán)壽命超過1000次；公司的固態(tài)電池為基于鹵化物電解質(zhì)制備的全固態(tài)薄膜軟包電池，可實現(xiàn)在彎折條件下正常充放電，也可在高鎳體系實現(xiàn)150℃穩(wěn)定放電能力。
寧德時代首席科學家吳凱也表示：“沿用現(xiàn)有液態(tài)鋰電池的材料體系，負極用石墨和硅，未來也能夠解決電池安全問題。那么把液態(tài)電解液換成固態(tài)電解液，如果能夠降成本，那就值得。”
可以看出，在2030年之前，將成為固態(tài)電池發(fā)力的關鍵期。中創(chuàng)新航副總裁王小強表示，現(xiàn)階段靠技術可以做到固態(tài)電池量產(chǎn)，但是價格會很高。因此，怎么能將成本和技術做到平衡，達到消費者可以接受的性價比，才真正具備商業(yè)化可能性。
