固態(tài)電池商業(yè)化進程加速 量產(chǎn)上車提上日程

    本報記者 龔夢澤

    近年來，由于鋰電池性能開發(fā)已接近極限，固態(tài)電池（使用固體電解質(zhì)的鋰離子電池）在能量密度、安全性以及循環(huán)壽命等方面相較傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)鋰電池表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，被業(yè)內(nèi)廣泛認為是下一代電池技術(shù)的最佳路線。

    “固態(tài)電池是下一代電池技術(shù)的潛力股，依托強大的新能源產(chǎn)業(yè)鏈制造基礎(chǔ)，我國電池企業(yè)在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈布局等方面取得了重要突破。”6月28日，中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教在2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會開幕式現(xiàn)場表示，固態(tài)電池在新能源汽車、儲能、低空經(jīng)濟等多領(lǐng)域具有廣闊的市場發(fā)展前景，隨著技術(shù)的不斷迭代創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的逐步完善，固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用的腳步也漸行漸近。

    探尋規(guī)模化量產(chǎn)路徑

    數(shù)據(jù)顯示，今年1月份至5月份，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別為392.6萬輛和389.5萬輛，同比分別增長30.7%和32.5%。新能源汽車市場高速發(fā)展態(tài)勢下，多位業(yè)內(nèi)人士將今年新能源汽車銷量預(yù)期提升至1150萬輛左右，且這一預(yù)測數(shù)據(jù)在第四季度還有望再度上調(diào)。

    在下游旺盛需求的支撐下，鋰電全產(chǎn)業(yè)鏈掀起技術(shù)研發(fā)與路徑拓展的熱潮。峰會現(xiàn)場，清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人李崢表示，固態(tài)電池存在著不同的技術(shù)路線，如聚合物體系、氧化物體系、硫化物體系和鹵化物體系。

    “從材料的角度來看，每個單一種類的材料各有優(yōu)缺點。通過復(fù)合材料的設(shè)計實現(xiàn)1+1>2，這是學(xué)術(shù)研究以及產(chǎn)業(yè)化過程中都非常堅持的一點，即要做無機與有機的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)材料。”李崢認為，復(fù)合全固態(tài)電池將是實現(xiàn)量產(chǎn)的有效途徑。

    圍繞全固態(tài)電池的幾大技術(shù)路線，國內(nèi)鋰電企業(yè)正在從產(chǎn)業(yè)鏈層面進行全方面布局。作為贛鋒鋰電的子公司，浙江鋒鋰新能源科技有限公司副總經(jīng)理唐光盛告訴《證券日報》記者，無論是氧化物電解質(zhì)路線，還是硫化物電解質(zhì)路線，公司均為半固態(tài)電解質(zhì)的材料供應(yīng)商和電芯制造商，公司研制出的第二代500Wh/kg高比能、高功率半固態(tài)電池，已經(jīng)在高端電動汽車和航天器等領(lǐng)域應(yīng)用上展開布局。

    “公司成立后，先后實現(xiàn)了固體電解質(zhì)粉體材料、柔性固態(tài)電解質(zhì)膜等材料的量產(chǎn)，并與車企開展半固態(tài)電池車型示范運營。”據(jù)唐光盛透露，目前，公司已在江西新余實現(xiàn)4GWh固態(tài)電池產(chǎn)線投產(chǎn)，預(yù)計2025年于重慶建成10GWh產(chǎn)線。

    談及固態(tài)電池下一步量產(chǎn)與應(yīng)用的難點和堵點，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員張濤表示，在固態(tài)電解質(zhì)核心材料自主可控的基礎(chǔ)上，持續(xù)提高電極、電解質(zhì)和電極內(nèi)部的固固界面適配性是固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問題。

    “從固態(tài)電池領(lǐng)域來看，氧化物鋰離子導(dǎo)體材料已具備產(chǎn)業(yè)化宏量生產(chǎn)能力，產(chǎn)品以粉體、漿料、隔膜等形式應(yīng)用于固態(tài)鋰電池的電極摻混、隔膜涂覆和電極界面改性等。”張濤認為，另外，從工藝設(shè)計和工程化平臺開發(fā)角度，驗證和持續(xù)提高Ah級固態(tài)鋰電池的安全、能量密度、循環(huán)、倍率和低溫性能，是當前工程技術(shù)開發(fā)的主要問題。

    行業(yè)景氣度大幅提升

    目前來看，國內(nèi)各企業(yè)選擇的技術(shù)路徑不盡相同。比如，清陶能源采取了氧化物電解質(zhì)路線，而國軒高科則選擇了硫化物的體系路線。

    “固態(tài)電池的研究已經(jīng)很久，也積累了堅實的基礎(chǔ)。但借助于硫化物超快離子導(dǎo)電性能的發(fā)現(xiàn)，我們又迎來了電池技術(shù)快速發(fā)展期。”深藍汽車科技有限公司高級項目總監(jiān)周安健認為，固態(tài)電池進入到創(chuàng)新的機遇期。

    技術(shù)的創(chuàng)新也帶來了商業(yè)落地新范式。蔚來固態(tài)電池資深專家鄧素祥表示，在新能源的大潮中，重在回歸本質(zhì)，穩(wěn)定發(fā)展。而應(yīng)用端模式創(chuàng)新對于固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程的作用亦不可小覷。

    今年以來，蔚來“換電朋友圈”快速擴容，一方面，換電帶來的用戶體驗價值正在更大范圍得到認可，另一方面，換電模式似乎也在加快固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。在鄧素祥看來，換電模式可以更好監(jiān)控電池的健康狀態(tài)，能夠延緩電池的壽命，這對固態(tài)電池是非常關(guān)鍵的。

    “換電模式可以提前體驗固態(tài)電池的優(yōu)異性能，更快推向市場。換電模式還可以積累裝車運營及測試數(shù)據(jù)，為規(guī)模化提供支持。另外，固態(tài)電池可以從多方面提升換電體驗。更高的能量密度，意味著換電之后可以行駛更長的里程，降低換電頻率，也可以實現(xiàn)電池的輕量化，使得換電更加簡便。”鄧素祥表示，更好的低溫性能、更高的安全性、更快的補能效率，伴隨固態(tài)電池技術(shù)的不斷成熟，換電模式的商業(yè)模式將會被認可，從而取得更大的成功。

    值得關(guān)注的是，終端車企“價格戰(zhàn)”壓力傳導(dǎo)至供應(yīng)鏈上游，為保障供應(yīng)鏈的安全、穩(wěn)定與協(xié)同，一方面，電池新能源全產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略合作持續(xù)深化，產(chǎn)業(yè)一體化布局全面升溫；另一方面，下游需求市場持續(xù)提質(zhì)擴容，行業(yè)景氣度大幅提升，固態(tài)電池量產(chǎn)上車被加快提上日程。

    對此，蜂巢能源技術(shù)研發(fā)總經(jīng)理苗力孝表示，公司半固態(tài)電池進行了兩代產(chǎn)品規(guī)劃，分別為270Wh/kg方殼電芯與350Wh/kg軟包電芯。“預(yù)計半固態(tài)電池將在2024年完成產(chǎn)品定型，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈不完善，將在2030年后實現(xiàn)裝車。”

    “我國正憑借龐大的市場規(guī)模、完整的產(chǎn)業(yè)鏈和不斷壯大的科研力量，迅速縮小與日本的差距，實現(xiàn)了并跑。”李崢表示，作為行業(yè)領(lǐng)跑者，日前上汽集團表示，全固態(tài)電池將于2025年在上汽自主品牌實現(xiàn)規(guī)模搭載，于2026年實現(xiàn)量產(chǎn)。