近年來,固態(tài)電池成為熱門話題,蔚來、豐田、寧德時(shí)代、比亞迪等業(yè)內(nèi)知名企業(yè)紛紛發(fā)布與固態(tài)電池有關(guān)的產(chǎn)品或?qū)@?,讓人感覺到屬于固態(tài)電池的時(shí)代就要到來了。但是,過度的宣傳也讓一些人認(rèn)為是炒作,甚至有企業(yè)出于現(xiàn)實(shí)的考慮,完全放棄了固態(tài)電池??傊?,固態(tài)電池給人的感覺就是——讓人歡喜讓人憂。
喜:龍頭企業(yè)爭(zhēng)相布局
去年12月,電池初創(chuàng)企業(yè)QuantumScape公布了其固態(tài)電池技術(shù)最新的性能測(cè)試數(shù)據(jù),稱與現(xiàn)在鋰離子電池相比,其固態(tài)電池技術(shù)為電動(dòng)汽車提供的續(xù)航里程將高出80%,并且可在15分鐘充電80%,可以解決所有阻礙固態(tài)電池廣泛應(yīng)用的難題。
今年1月9日,蔚來汽車發(fā)布了能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池。搭載該電池包的蔚來ET7 轎車?yán)m(xù)航將超過1000km。蔚來汽車表示,該產(chǎn)品將于2022年第四季度上市,并且是選配產(chǎn)品。
上個(gè)月初,有報(bào)道稱,豐田汽車將在今年推出一款顛覆性的固態(tài)電池,該電池可提供500公里續(xù)航,10分鐘內(nèi)就可以從空電充到滿電,并且安全隱患極小。據(jù)官方介紹,固態(tài)電池有望成為使用水性電解質(zhì)溶液的鋰離子電池的可行替代品。
1月25日,小康股份在其旗下新能源車品牌賽力斯召開的電動(dòng)車上市發(fā)布會(huì)上,推出續(xù)駛超千公里量產(chǎn)增程電動(dòng)汽車,還表示今年固態(tài)電池將量產(chǎn)裝車。
上周,還消息人士指出,美國造車新勢(shì)力Rivian正在尋找開發(fā)固態(tài)電池的制造工程師。其官網(wǎng)招聘頁面上顯示,這些職位包括經(jīng)理和高級(jí)經(jīng)理、高級(jí)制造工程師和員工制造工程師。從中可以分析出,Rivian的下一代電動(dòng)汽車或?qū)⑹褂霉虘B(tài)電池。
除此之外,國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局日前公布了比亞迪最新的283項(xiàng)專利,其中包括兩項(xiàng)固態(tài)電池方面的專利。
1月19日,寧德時(shí)代也公開了兩項(xiàng)固態(tài)電池專利:一種是固態(tài)電解質(zhì)的制備方法,一種是硫化物固態(tài)電解質(zhì)片及其制備方法。
政策方面,多地都表示要加快固態(tài)電池技術(shù)方面的建設(shè)。
天津市工信局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,“十四五”時(shí)期,該市將加快開發(fā)固態(tài)電池生產(chǎn)關(guān)鍵裝機(jī)及配套工藝、高功率電極的制備工藝、低成本石墨烯材料生產(chǎn)工藝等。
2月25日,上海市人民政府發(fā)布《上海市加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施計(jì)劃(2021-2025年)》?!秾?shí)施計(jì)劃》提出了多項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù),其中提到加快動(dòng)力電池技術(shù)突破,布局固態(tài)電池等新一代產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
然而,目前來看,固態(tài)電池想要做到大規(guī)模生產(chǎn)還是件比較困難的事。原因是雖然當(dāng)前全球電動(dòng)汽車的數(shù)量正在持續(xù)增長,但是電池技術(shù)卻沒有突破性進(jìn)展,鋰電池依然是目前電子設(shè)備和電動(dòng)汽車的首選電池。
憂:短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)
據(jù)了解, 固態(tài)電池被認(rèn)為是液態(tài)電池的下一代技術(shù),在能量密度、安全性、成本等方面均優(yōu)于鋰電池。不過受當(dāng)前技術(shù)水平的限制,距離規(guī)?;慨a(chǎn)預(yù)計(jì)還需要5-10年時(shí)間。
因?yàn)橛霉虘B(tài)電解質(zhì)代替隔膜和電解液,固態(tài)電池最大的優(yōu)點(diǎn)是能量密度高,全固態(tài)鋰離子電池的能量密度最高潛力達(dá)900Wh/kg。同時(shí),因?yàn)闆]有電解液,固態(tài)電池被穿刺后,不易起火和爆炸,因此更加安全。
從技術(shù)上看,固態(tài)電池的技術(shù)路徑是 “液態(tài)-半固態(tài)-準(zhǔn)固態(tài)-全固態(tài)”。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,完全沒有電解液的全固態(tài)電池目前技術(shù)上還達(dá)不到,不過兩年內(nèi)將車用半固態(tài)電池(電解液含量在10%以下的電池形態(tài)被普遍定義為半固態(tài)電池)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是有可能實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)前,業(yè)內(nèi)公認(rèn)固態(tài)電池研發(fā)的難點(diǎn)在于固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導(dǎo)率偏低、金屬鋰反復(fù)充放電的循環(huán)性問題、制造成本偏高等。
因?yàn)闊o法判斷固態(tài)電池技術(shù)的未來,近期有外媒報(bào)道稱,車企Fisker創(chuàng)始人Henrik Fisker表示,已經(jīng)放棄研發(fā)固態(tài)電池的計(jì)劃,而在這之前,該公司已經(jīng)研發(fā)固態(tài)電池多年。
Henrik Fisker表示:“固態(tài)電池是一種這樣的技術(shù),當(dāng)你覺得你已經(jīng)完成了90%,幾乎達(dá)到目標(biāo)時(shí),然后你意識(shí)到剩下的10%比前面的90%困難得多。因此現(xiàn)在,我們完全放棄了固態(tài)電池,因?yàn)檎娴臒o法落地。”
Henrik Fisker還曾明確地表示:“我個(gè)人認(rèn)為,從任何形式的量產(chǎn)來看,固態(tài)電池至少還需要7年。”
業(yè)內(nèi)認(rèn)為,2025年固態(tài)電池將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),突破500Wh/kg的能量密度瓶頸。除了上面提到的企業(yè),國軒高科、贛鋒鋰業(yè)、輝能科技等也加入到爭(zhēng)奪固態(tài)電池份額的“戰(zhàn)場(chǎng)”,未來,我們看到的,不光是他們之間的較量,更是電池技術(shù)的不斷完善!
原標(biāo)題:固態(tài)電池:讓人歡喜讓人憂