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固態電池國產,可解電動車之難?

2024-10-10科技


「固態電池能否破解純電動車滲透率增勢放緩的局面?」

9月底2024世界新能源汽車大會(WNEVC 2024)的焦點對話環節,主持人向四位固態電池專家發出「靈魂拷問」!

電動車降速,固態電池給解

今年新能源車增長勁頭十足,但純電動車增速持續下降成關註焦點。因而才有了主持人——中國電子科技集團公司第十八研究所研究員肖成偉向專家們「公開求救」。

其實,純電動車從高速增長到增速放緩背後原因很復雜。安徽盟維新能源科技有限公司創始人、CEO周莉莎分析說:「純電動車滲透率減緩,不僅僅是安全問題,還有消費者使用感受不佳和受便利性約束問題,包括充電時間受限制,續航時間限制,甚至在低溫的工況環境下純電動車使用不方便。所以純電動車增長放緩,是包含電池在內的綜合效能問題。」

上海蔚來汽車有限公司電池系統副總裁曾士哲回答說:「固態電池能否解決純電動車滲透率放緩,這是電池安全性增強會不會帶來純電動車第二波增長的問題。說到安全,磷酸鐵鋰電池已經很安全,全固態電池解決的是長續航電池的安全問題。但長續航電池價格比較高,它能否推動純電動車第二階段增長主要在於成本高低。如果固態電池在解決安全問題的前提下,成本可以做到比一般三元電池還低的話,必然會帶來銷量增長。否則售價較高的全固態電池只能套用在高端電動車領域,帶動高端電動車達到超長續航銷量增加,這與國家期待的電動車整體增長是有差距的。」

2030年固態電池迎來拐點?

主持人把全固態電池相關套用問題放在壓軸環節,原因是豐田汽車宣布將於 2026 年正式開始生產固態電池,且這一計劃已獲得日本政府的批準……審視國內市場,中國固態電池何時迎來拐點?何時真正上量套用?

周莉莎回答說:「對於電池生產企業來說成本更重要。我們重點關註兩大板塊:一是材料,二是電芯制造成本。目前固態電池產業化核心是還沒有找到一款真正的固態電解質能夠有效解決電芯問題,所以在工程維度上還很難開發和生產出真正意義的全固態電池。同時,制造成本維度,由於工藝路線不確定導致制造成本同樣無法確定。」

蜂巢能源科技股份有限公司前沿技術研究院總經理苗力孝表示:「現在液態電池的生產工藝已經非常成熟,其制造成本大概在六毛多錢每瓦時。我們預設全固態電池未來的制造成本也要和液態電池接近。基於這個前提,目前固態電池材料的價格實在太高——每噸2000萬元人民幣。到2030年如果能把硫化物固態電解質的成本降低到100萬元人民幣每噸,甚至50萬元人民幣每噸,全固態電池做到六十安時,成本將下降到一元人民幣一瓦時。但液態電池2030年成本將會是三毛或五毛錢一瓦時,所以從套用場景來講,固態電池還是會偏向於高端車,即售價30萬元以上甚至100萬元以上的電動車。」

在苗力孝看來,如果用幹法制造固態電池的話,制造器材也是很重要的一環——在試驗室可以半自動或者手動制作固態電池,如果真正實作量產,限制固態電池大規模推廣套用的依然是成本問題。

技術瓶頸在哪兒?

目前,汽車行業對全固態電池量產、裝車異常期待,困擾全固態電池產業化的核心難點是什麽?

東風汽車集團有限公司研發總院高能研發高級經理金玲介紹說:「固態電池技術性的難點包括,第一固態電解質技術路線不確定,硫化物和聚合物路線各有優缺點。第二無論是矽負極材料還是鋰金屬負極材料,都存在膨脹量大影響迴圈的難點。第三正極的穩定性問題,電池的能量密度決定於正極的容量。第四界面問題,液態電池是柔性接觸,固態電池界面阻抗物比較大。以上四個方面是固態電池的技術性難點。此外,固態電池如何降低成本也是重大難題。」

苗力孝分析說:「固態電池除了材料成本高的問題,還存在空氣穩定性的問題,即大規模制造固態電池肯定不能像試驗室一樣在手套箱中操作。因而整個生產環境需要有幹防條件,幹防條件差異會直接影響電池效能。同時,器材工藝對固態電池同樣產生很大影響,目前國內做全固態電池的多數是初創企業,大家各有各的工藝路線,由於工藝路線不確定導致制造器材也無法統一開發。」

周莉莎認為:「對於整車企業來講,全固態電池上車的關鍵核心很單純,即拿到成本價格合適的產品。但現階段固態電池真正成本跟氫燃料電池很相似已經進入‘死扣’——如果規模化起不來,制造成本就下不來,制造成本下不來就沒人用!」