編者按:鋰電池最大的局限性就是性價比還不夠高,安全性受質(zhì)疑,產(chǎn)品優(yōu)勢不夠明顯,大眾表示目前正在興建歐洲廠房準(zhǔn)備生產(chǎn)固態(tài)電池,以及2024年-2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
技術(shù)從來都是螺旋式上升,突破并非一朝一夕。
8月2日,大眾集團(tuán)首席執(zhí)行官赫伯特·迪斯聲稱,大眾集團(tuán)將在歐洲建廠生產(chǎn)固態(tài)電池,并有望在2024-2025年間實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);而日前美國能源部直接財政撥款910萬美元給通用汽車用于研發(fā),并表明其中200萬美元要與固態(tài)電池開發(fā)有關(guān);8月22日,蔚來汽車與輝能科技戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將共同打造采用輝能MAB固態(tài)電池包的樣車。未來雙方將圍繞固態(tài)電池的生產(chǎn)等展開進(jìn)一步的合作。
一系列跡象表明,國內(nèi)外汽車廠商都開始對固態(tài)電池加大投入。其根本原因是鋰電技術(shù)的部分局限性,固態(tài)電池的盈利前景巨大。
一、鋰電的技術(shù)局限
中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,7月我國新能源乘用車銷售6.7萬輛,環(huán)比下降51.4%,同比下降9.4%。
我國新能源汽車銷量7月份遇冷,表面上看是受政策補(bǔ)貼下滑影響,其實(shí)還是核心的鋰離子電池技術(shù)局限,性價比還不夠高,安全性受質(zhì)疑,產(chǎn)品優(yōu)勢不夠明顯。
因此要想保住銷量,在無補(bǔ)貼時代活得更好,鋰離子電池必須降成本,實(shí)現(xiàn)高安全性、高能密度、輕重量等目標(biāo)。
就目前情況看,正極材料已轉(zhuǎn)向高鎳三元發(fā)展;負(fù)極材料雖集中于石墨材料,但也向硅碳負(fù)極進(jìn)行過渡。
不過正負(fù)極材料性能即使足夠好,能量密度還是會止步于400Wh/kg,這是由正負(fù)極材料的理論容量所決定的。
相反,固態(tài)電池其堿金屬電極能增加能量密度,還能延長使用壽命,同時固態(tài)電解質(zhì)的傳輸效率高,不會發(fā)生過熱爆炸,有充分的安全性。
二、安全性能為主
盡管今年7月銷量遇冷,但總體來看新能源汽車銷量依舊逐年增長。
新能源汽車發(fā)生安全事故,其中電池自燃占31%,這讓潛在消費(fèi)者顧慮重重,也影響新能源汽車發(fā)展進(jìn)程的推進(jìn)。
新能源汽車的安全性,牽動著市場消費(fèi)者的心,很容易產(chǎn)生負(fù)面影響,畢竟沒有人愿意拿生命去買車。
而選用固態(tài)電解質(zhì),將會有效降低電池自燃風(fēng)險。
現(xiàn)在各國車企都在大力研發(fā)固態(tài)電池技術(shù),某種程度上,就是試圖用高安全性這個“護(hù)城河”,攔截競爭對手,占領(lǐng)更多市場。
三、固態(tài)電池發(fā)展路線
固態(tài)電池采用不可燃的固態(tài)電解質(zhì)替換可燃性的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì),將會大幅提升電池系統(tǒng)的安全性,同時能夠更好適配高能量正負(fù)極并減輕系統(tǒng)重量,實(shí)現(xiàn)能量密度同步提升。可以說很好地彌補(bǔ)了鋰離子電池的上述兩大技術(shù)局限。
在各類新型電池體系中,固態(tài)電池是距離產(chǎn)業(yè)化最近的下一代技術(shù),這已成為產(chǎn)業(yè)與科學(xué)界的共識。
固態(tài)電池的發(fā)展過程,本質(zhì)上是減少液態(tài)電解液使用,從半固態(tài)到準(zhǔn)固態(tài),最終邁向無液體的全固態(tài)電池。
固態(tài)電池電導(dǎo)率高,機(jī)械強(qiáng)度高,能量密度高,但電極和電解質(zhì)界面還存在研究難點(diǎn),大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化、降低成本等難題還有待攻克。但固態(tài)電池已經(jīng)邁出產(chǎn)業(yè)化的步伐。
有利的一面是國內(nèi)鋰電池領(lǐng)域有對應(yīng)的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)資源,可協(xié)助實(shí)現(xiàn)小部分商業(yè)化的固態(tài)電池產(chǎn)品。不利的一面是成本和應(yīng)用領(lǐng)域受限,對比傳統(tǒng)鋰電暫未形成足夠的競爭優(yōu)勢。
四、固態(tài)電池應(yīng)用
固態(tài)電池是鋰電池技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,在特定應(yīng)用領(lǐng)域,完全可以替代現(xiàn)有鋰電產(chǎn)品。
固態(tài)電池體積小,有望率先發(fā)揮安全與柔性優(yōu)勢,優(yōu)先在成本敏感度小的微電池領(lǐng)域擴(kuò)展,如RFID、植入式醫(yī)療設(shè)備、無線傳感器等。
然后隨著技術(shù)和產(chǎn)品成熟,固態(tài)鋰電池成本降低,再加上高能密度和體容量小,可裝載于行程較短的家用乘用車、公交車,作為動力電池使用。
最后大規(guī)模踏入電動車與儲能市場,從高端品牌往下滲透,實(shí)現(xiàn)下游需求的全面爆發(fā)。
固態(tài)電池技術(shù)的突破,將會給包括新能源汽車在內(nèi)的許多應(yīng)用領(lǐng)域帶來巨大收益,形成至少萬億級規(guī)模市場。
固態(tài)電池,才剛嶄露頭角,未來的路還需要時間磨練。
原標(biāo)題:鋰電池下一個風(fēng)口何時到來?