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固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程加速 量產(chǎn)上車(chē)提上日程

2024-06-28 23:30  來(lái)源:證券日報 

    本報記者 龔夢(mèng)澤

    近年來(lái),由于鋰電池性能開(kāi)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液態(tài)電解質(zhì)鋰電池表現出顯著(zhù)優(yōu)勢,被業(yè)內廣泛認為是下一代電池技術(shù)的最佳路線(xiàn)。

    “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,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(shū)長(cháng)于清教在2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會(huì )開(kāi)幕式現場(chǎng)表示,固態(tài)電池在新能源汽車(chē)、儲能、低空經(jīng)濟等多領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景,隨著(zhù)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)化應用的腳步也漸行漸近。

    探尋規?;慨a(chǎn)路徑

    數據顯示,今年1月份至5月份,我國新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別為392.6萬(wàn)輛和389.5萬(wàn)輛,同比分別增長(cháng)30.7%和32.5%。新能源汽車(chē)市場(chǎng)高速發(fā)展態(tài)勢下,多位業(yè)內人士將今年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量預期提升至1150萬(wàn)輛左右,且這一預測數據在第四季度還有望再度上調。

    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(huì )現場(chǎng),清陶能源聯(lián)合創(chuàng )始人李崢表示,固態(tài)電池存在著(zhù)不同的技術(shù)路線(xiàn),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(lái)看,每個(gè)單一種類(lèi)的材料各有優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)復合材料的設計實(shí)現1+1>2,這是學(xué)術(shù)研究以及產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中都非常堅持的一點(diǎn),即要做無(wú)機與有機的復合固態(tài)電解質(zhì)材料。”李崢認為,復合全固態(tài)電池將是實(shí)現量產(chǎn)的有效途徑。

    圍繞全固態(tài)電池的幾大技術(shù)路線(xiàn),國內鋰電企業(yè)正在從產(chǎn)業(yè)鏈層面進(jìn)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(wú)論是氧化物電解質(zhì)路線(xiàn),還是硫化物電解質(zhì)路線(xiàn),公司均為半固態(tài)電解質(zhì)的材料供應商和電芯制造商,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(dòng)汽車(chē)和航天器等領(lǐng)域應用上展開(kāi)布局。

    “公司成立后,先后實(shí)現了固體電解質(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(chē)企開(kāi)展半固態(tài)電池車(chē)型示范運營(yíng)。”據唐光盛透露,目前,公司已在江西新余實(shí)現4GWh固態(tài)電池產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn),預計2025年于重慶建成10GWh產(chǎn)線(xiàn)。

    談及固態(tài)電池下一步量產(chǎn)與應用的難點(diǎn)和堵點(diǎn),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上,持續提高電極、電解質(zhì)和電極內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(wèn)題。

    “從固態(tài)電池領(lǐng)域來(lái)看,氧化物鋰離子導體材料已具備產(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,從工藝設計和工程化平臺開(kāi)發(fā)角度,驗證和持續提高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(kāi)發(fā)的主要問(wèn)題。

    行業(yè)景氣度大幅提升

    目前來(lái)看,國內各企業(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(xiàn),而國軒高科則選擇了硫化物的體系路線(xiàn)。

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

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

    今年以來(lái),蔚來(lái)“換電朋友圈”快速擴容,一方面,換電帶來(lái)的用戶(hù)體驗價(jià)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(lái),換電模式可以更好監控電池的健康狀態(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(chǎng)。換電模式還可以積累裝車(chē)運營(yíng)及測試數據,為規?;峁┲С?。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(zhù)換電之后可以行駛更長(cháng)的里程,降低換電頻率,也可以實(shí)現電池的輕量化,使得換電更加簡(jiǎn)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(huì )被認可,從而取得更大的成功。

    值得關(guān)注的是,終端車(chē)企“價(jià)格戰”壓力傳導至供應鏈上游,為保障供應鏈的安全、穩定與協(xié)同,一方面,電池新能源全產(chǎn)業(yè)鏈戰略合作持續深化,產(chǎn)業(yè)一體化布局全面升溫;另一方面,下游需求市場(chǎng)持續提質(zhì)擴容,行業(yè)景氣度大幅提升,固態(tài)電池量產(chǎn)上車(chē)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(jìn)行了兩代產(chǎn)品規劃,分別為270Wh/kg方殼電芯與350Wh/kg軟包電芯。“預計半固態(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(shí)現裝車(chē)。”

    “我國正憑借龐大的市場(chǎng)規模、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(shí)現了并跑。”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(shí)現規模搭載,于2026年實(shí)現量產(chǎn)。

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