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固態電池套用有望「多點開花」

2024-05-13財經


■本報記者 姚美嬌【 中國能源報 】( 2024年04月29日 第 12 版)

基於安全性及能量密度方面的突出優勢,固態電池被認為是液態電池的下一代技術,成為動力電池的重要發展方向,吸引諸多企業加碼布局。在業內人士看來,未來,動力電池技術路線必將呈現多元化發展趨勢,固態電池技術在多個領域套用的加速落地,將為行業永續發展註入新活力。

■套用領域廣泛

當前,半固態電池正逐步實作裝車,加速向商業化套用階段邁進。除長安、廣汽外,截至目前,蔚來、寶馬、豐田等多家車企已相繼宣布固態電池裝車時間點。同時,衛藍新能源、贛鋒鋰業等電池企業也公開表示,公司業務覆蓋固態電池相關產品。

上汽集團旗下智己汽車日前宣布,其推出的電動汽車智己L6搭載了準900V超快充「光年」固態電池;蔚來汽車則宣布150kWh超長續航電池包正式步入量產階段,首塊150kWh量產電池包已正式下線,計劃在第二季度上線投入使用。據悉,蔚來150kWh電池包於2021年釋出,采用固液混合電解質,屬於半固態電池。

值得一提的是,固態電池的潛在套用領域不僅限於電動汽車。當下,固態電池也被認為是支持低空經濟發展的關鍵技術。今年1月,力神電池完成全新一代半固態電池開發,能量密度達402Wh/kg,該產品未來將主要瞄準超長續航中高端電動汽車,以及電動垂直起降飛行器(eVTOL)等領域。此前,力神電池已實作將能量密度為325Wh/kg的電池套用於eVTOL。

華金證券指出,2024年以來,國內加快eVTOL商業化落地,對高能量密度、高功率、高安全性的電池需求迫切,固態電池完美契合市場需求,產業化行程有望提速。

研究機構EVTank認為,eVTOL行業的興起為鋰電池及下一代電池技術(全固態電池、鋰金屬電池等)的套用開辟了新領域,創造了新的增長動能,同時,電池技術的進步也能為eVTOL行業規模化和商業化發展提供堅實基礎。

■效能優勢顯著

有業內人士指出,相比傳統液態電池,固態電池具備更高能量密度、更長迴圈壽命,有望成為下一代高效能鋰電池候選技術。

以廣汽集團釋出的固態電池為例,據官方介紹,廣汽集團憑借第三代海綿矽負極技術和高面容量固態正極技術,全固態電池能量密度達到400Wh/Kg以上,較當前量產的液態鋰離子電池體積能量密度提升52%以上,品質能量密度提升50%以上。

「在鋰電產業發展行程中,現有材料體系的叠代升級是推動產品能量密度提升的關鍵。比如,固態電池使用固態電解質代替傳統電解液,從而具備更高的能量密度和安全性,這就屬於內部材料的技術進步。」真鋰研究創始人墨柯此前接受記者采訪時表示。

另外,固態電池相對較高的安全性也是吸引企業投入該領域的重要原因。據了解,液態電解質受溫度、壓力等因素影響,有燃燒的風險,而固態電池采用固態電解質,具有較高的熱穩定性和較低的燃燒風險,安全性更優。

憑借多重優勢,固態電池正日益被行業看好。在業內人士看來,企業需根據市場變化動態調整產品結構,積極對固態電池等前沿技術持續開展研發和技術儲備,以跟上市場發展步伐,持續保持競爭力。「固態電池是動力電池下一代技術方向,不論車企還是電池企業,一定要積極布局。」伊維經濟研究院研究部總經理、中國電池產業研究院院長吳輝建議。

■漸進發展模式

值得註意的是,雖然不少企業已官宣相關產品,並給出相對確切的上車節點,但目前固態電池商業化行程仍處於初期階段,大規模套用仍面臨挑戰。寧德時代方面此前表示,固態電池有3條技術路線:氧化物路線、硫化物路線及聚合物路線。目前,還有很多基本問題待解決,如大多數固態電解質中的離子擴散速率與液態電解質存在數量級差異、固固界面難以始終保持良好接觸等。

在此背景下,中國許多企業選擇從液態到半固態再到全固態的漸進式發展路線。據了解,相比於全固態電池,半固態電池可以相容現有液態電池工藝裝置和材料,能以較低成本量產,因此成為過渡方案。

半固態電池的快速發展將為固態電池產業鏈的提前布局打下基礎。不過,業界普遍認為,未來逐步從半固態過渡到全固態仍是動力電池的研究方向。吳輝也提到:「半固態電池對於電池能量密度並沒有特別明顯的提升。雖然現在許多企業都在積極生產半固態電池,但未來肯定還是會走上全固態路線。」

業內人士指出,未來隨著技術的不斷進步和市場的推動,固態電池有望成為能源儲存領域的重要一環。華泰證券表示,量產上車疊加低空等場景套用預期,固態電池市場熱度高企。近期固態電池板塊催化不斷,一方面固態電池在新能源汽車、消費電子領域實作套用、新品釋出的訊息連連,另一方面,固態電池在低空飛行器等下遊套用的可能性引發關註。當前來看,固態電池量產套用的拐點正在加速到來。

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