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都市車界|固態電池「東風」起,成為行業新賽道

2024-05-29財經
張雪 鹿青松 濟南報道
當下全球鋰電池行業的主導技術依然聚焦於液態電池,新能源汽車的車載動力電池多為三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池,這得益於其工藝與供應鏈的成熟完善以及成本上的相對優勢。
然而,液態電池在安全性方面始終存在一定隱患,同時其能量密度的局限性也在特定程度上制約了其進一步發展的空間。隨著固態電池技術的不斷發展,其在電動汽車市場中的套用前景日益廣闊,多家汽車公司、電池公司、產業鏈公司紛紛入局。
固態電池效能優秀
多方勢力入場角逐
記者整合行業資訊發現,全固態電池作為一項前沿技術,透過引入固體電解質替代傳統的易燃易爆電解液,一定程度上可以控制安全風險。更為值得一提的是,全固態電池還能夠相容使用具有更高比容量的正負極材料,從而突破了傳統鋰電池在能量密度方面的瓶頸,為鋰電池效能的提升開辟了新的道路。
在固態電池領域,根據電解質型別的不同,主要分化出聚合物、氧化物和硫化物三種技術路徑。在這三種技術路線中,硫化物電解質固態電池展現出了顯著的優勢。其離子電導率相較於其他兩類材質更高,意味著電池內部的離子傳輸效率更為出色。同時,硫化物電解質還擁有寬廣的電化學視窗,還具備優良的柔度和可塑性。
除了蔚來、上汽智己、廣汽昊鉑外,越來越多的車企開始關註並投入到半固態電池技術的研發和套用中。例如,長安、廣汽等國內車企也計劃在未來推出搭載半固態電池的電動汽車。同時,國際知名車企如寶馬等也在積極布局固態電池領域,以豐田為首的日系車企更是期望在未來的全球電動汽車市場中占據先機。
電池及供應鏈企業方面,也有許多企業正在積極研發和生產半固態電池。5月17日,國軒高科第13屆科技大會開幕,釋出采用全固態電池技術的金石電池,國軒高科全固態電池計畫總工潘瑞軍博士介紹曾向媒體道,其團隊透過微納化固體電解質、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔矽負極,實作全固態電池材料端的技術突破。
5月27日,利元亨創始人、副董事長盧家紅公開表示,全固態電池是未來新能源汽車技術發展的大趨勢,只是從目前實際來看,需要解決的成本問題和工藝穩定性問題挑戰還很大。「從裝備角度來說沒有問題,但是電池生產的多維度技術耦合還需要時間。」盧家紅說。
當然,半固態電池技術的發展仍面臨一些挑戰和難點。例如,生產工藝的成熟度、原材料供應鏈的穩定性以及電池效能的進一步提升等問題仍需解決。
廣汽、上汽列出時間表
2026年是重要節點
中科院物理所研究員李泓在接受媒體采訪時表示,2027年是中國固態電池實作商業化的時間,這也是日本企業宣布將向市場投放固態電池的時間,這是一場倒計時的國際競賽。
對於廣汽、上汽兩家國產汽車企業來說,2026年則是關於動力電池套用的關鍵節點。
4月12日,廣汽集團在「科技視界」科技日活動上釋出了號稱「全球動力電池領域競爭的技術高地」的全固態動力電池技術,並表示廣汽全固態電池將在2026年於昊鉑車型裝車搭載。
據了解,目前,廣汽集團初步打通了全固態電池全流程制造工藝,具有超高能量密度、超高安全性及大容量全固態電芯三大核心優勢。廣汽全固態動力電池采用了高面容量固態正極技術與第三代海綿矽負極片技術,可實作400Wh/kg以上的能量密度。
相較於目前最先進的液態鋰離子電池,其體積能量密度和品質能量密度提升50%以上,使整車續航裏程可超過1000km。在電芯容量方面,廣汽全固態動力電池透過嘗試百余種材料方案和工藝方案,成功確立了全固態動力電池的全流程制造工藝,實作了大尺寸多層堆疊全固態電芯的制造,其容量高達30Ah。
5月24日,上汽集團舉行「向新十年」新能源技術釋出會,面向「新賽道」釋出新一代技術底座。據了解,上汽在固態電池、能量閉環、高效動力總成等創新技術方面實作突破和套用,「七大技術底座」全面躍升至2.0時代。搭載光年固態電池、續航裏程超過1000公裏的智己L6將於今年交付。據介紹,上汽全固態電池基於聚合物-無機物復合電解質技術路線,上汽清陶首條全固態電池產線已經立項,計劃2025年年底完工。
上汽集團宣稱將於2026年量產固態電池,並表示將透過三步走的戰略實作該目標:第一階段,產品液含量10%,也就是目前已經套用於智己L6的光年電池(半固態),能量密度超過300Wh/kg,續航裏程超過一千公裏;第二階段,產品液含量5%,預計明年開始規模搭載,包括智己及其他上汽純電/混動車型;第三階段,產品液含量降低到0,即全固態電池,能量密度超過400Wh/kg,計劃2026年量產。
多線布局、共同推進
有望突破固態電池技術門檻
業內人士指出,固態電池正憑借技術革新的強勁勢頭和市場需求的旺盛推動,逐步嶄露頭角,成為能源儲存領域的重要研究方向。華泰證券的權威分析指出,隨著固態電池在量產道路上取得顯著成果,並有望在新能源汽車、消費電子等諸多領域實作廣泛套用,這一市場正迎來前所未有的發展熱潮。
值得一提的是,固態電池的套用前景遠非局限於電動汽車領域。近期固態電池板塊成為市場關註的焦點,這不僅是因為其在新能源汽車領域頻頻實作技術突破和新品釋出,更是因為其在低空飛行器等前沿領域的套用潛力逐漸凸顯。今年年初,力神電池成功研發出全新一代半固態電池,其能量密度高達402Wh/kg,這一突破性的成果預示著該技術將為中高端電動汽車以及電動垂直起降飛行器(eVTOL)等領域帶來革命性的變革。此前,力神電池已成功將能量密度為325Wh/kg的電池套用於eVTOL,這一實踐成果進一步驗證了固態電池在低空飛行器領域的巨大套用前景。
4月27日,在CIBF2024先進電池前沿技術研討會上,中科院院士、清華大學教授歐陽明高作出表態:國內新能源汽車和液態鋰電池技術路線引領全球,應當在全固態電池開發中,也建立起中國技術路線圖。
上海洗霸表示,公司已經與中國科學院上海矽酸鹽研究所合作成立「固態電池先進材料聯合創新實驗室」,受讓其固態電池粉體先進材料領域相關國家授權發明專利。目前,公司針對性強化部份特種化學品在新能源新材料領域的套用技術攻關,在固態電解質等先進材料領域獲得了一些關鍵核心技術。
寧德時代首席科學家吳凱曾在公開演講中表示,全固態電池的研發和制造用傳統的研發試錯方法或者企業封閉式的單打獨鬥是行不通的,需要大量運用人工智慧、大數據等手段,更廣泛地開展多種資源的協調、多條路線的協同和眾多團隊的合作,將各類優質生產要素能夠以更高的效率流向關鍵核心技術領域。
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