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各大企業(yè)競逐固態(tài)電池 三種技術(shù)路線誰將勝出?
日期:2021-05-10   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
如今,固態(tài)電池已成為各大企業(yè)爭奪市場又一陣地。

近日,據(jù)外媒報道,寶馬和福特近日宣布向美國新創(chuàng)企業(yè)Solid Power擴大出資,出資額與其他企業(yè)一共達到1.3億美元。寶馬和福特將于2022年分別向Solid Power采購試驗車用的全固體電池。

據(jù)悉,Solid Power的目標是設(shè)計一種可以在目前鋰離子電池相同的生產(chǎn)線上生產(chǎn)的固態(tài)電池。

此前,寶馬曾表示,公司將在2030年之前推出全新的固態(tài)電池技術(shù),并在2025年之前亮相相關(guān)車型。寶馬方面表示,其開發(fā)的固態(tài)電池技術(shù)可將電池能量密度提高約50%。

不只寶馬和福特,現(xiàn)代汽車、豐田、蔚來、蜂巢能源等國內(nèi)外企業(yè)都在進行固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā),以占領(lǐng)該領(lǐng)域。

企業(yè)競逐固態(tài)電池

國外方面,現(xiàn)代汽車正在加速推進固態(tài)電池的研發(fā)工作,并計劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車,2027年部分批量生產(chǎn),在2030年左右實現(xiàn)全面批量生產(chǎn)。該公司正在與三星SDI、SKI和LG新能源在內(nèi)的電池企業(yè)進行合作,以推進固態(tài)電池的開發(fā)和量產(chǎn)工作。此外,大眾汽車投資的QuantumScape預(yù)計最早將在2024年為大眾電動汽車生產(chǎn)固態(tài)電池;豐田汽車計劃在2025年與松下合作推出一款使用固態(tài)電池的限量發(fā)售的電動汽車;本田本年度將開始全固態(tài)電池生產(chǎn)技術(shù)驗證,并力爭應(yīng)用到2020年代后期的車型上。國內(nèi)方面,今年1月,蔚來發(fā)布了150kWh固態(tài)電池包,可實現(xiàn)360Wh/kg的能量密度,并定于2022年第四季度對外交付;長城汽車旗下的蜂巢能源聯(lián)手中科院建設(shè)固態(tài)電池技術(shù)研究中心,計劃2025年在量產(chǎn)車上應(yīng)用能量密度達350-500Wh/kg的固態(tài)電池;贛鋒鋰業(yè)近日宣布擬投資22億元建設(shè)高比能固態(tài)電池超薄鋰負極材料項目。而國軒高科、輝能科技、寧德時代等公司也有布局固態(tài)電池。

三種技術(shù)路線誰將勝出?

因為用固態(tài)電解質(zhì)代替隔膜和電解液,所以固態(tài)電池最大的優(yōu)點是能量密度高。同時,因為沒有電解液,固態(tài)電池被穿刺后,不易起火和爆炸,因此更加安全。

根據(jù)電解質(zhì)的不同,目前固態(tài)電池主要有三大技術(shù)路線:聚合物、硫化物和氧化物。其中,聚合物電解質(zhì)屬于有機電解質(zhì),而后兩種屬于無機電解質(zhì)。

整體來看,日韓企業(yè)多采用硫化物固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線,中國企業(yè)以氧化物路線為主,歐美企業(yè)則在三種路線的選擇上更為均衡,如Solid Power主要研發(fā)基于硫化物的全固體電池,QuantumScape固態(tài)電池走的是氧化物路線。

不過,無論是哪種固態(tài)電解質(zhì)材料的技術(shù)路線,都有各自的缺點,對于參與企業(yè)來說都是巨大的挑戰(zhàn)。

綜合來看,聚合物固態(tài)電池能量密度極低,只能在60度以上才能正常工作,并且充電倍率較差;硫化物固態(tài)電池對生產(chǎn)環(huán)境要求苛刻,還易產(chǎn)生有害氣體;氧化物固態(tài)電池的電解質(zhì)的柔韌性比較差。

而要將這些難點攻克,讓固態(tài)電池走出實驗室,量產(chǎn)應(yīng)用到動力電池領(lǐng)域,還需要很長一段時間。業(yè)界認為,受當(dāng)前技術(shù)水平的限制,距離固態(tài)電池規(guī)?;慨a(chǎn)預(yù)計還需要5-10年時間。

首先在高端電動汽車中采用

在固態(tài)電池的發(fā)展過程中,還存在許多成長過程中需要面對的問題,一些瓶頸還有待解決。這些難題包括固態(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、電解質(zhì)可塑性差等。

因為無法落地,此前一直在研發(fā)固態(tài)電池的Fisker公司已經(jīng)宣布放棄對固態(tài)電池的進一步研究。Fisker創(chuàng)始人Henrik Fisker表示,“當(dāng)你覺得完成了90%的研發(fā)工作時,你會發(fā)現(xiàn),剩下的10%要比前面90%更加艱難。”

當(dāng)然,作為下一代鋰電技術(shù)的制高點,固態(tài)電池之所以吸引這么多企業(yè)投資,證明其還是有一定優(yōu)勢的,不過要做到降本。

彭博新能源財經(jīng)預(yù)計,固態(tài)電池將首先在高端電動汽車中采用,其成本將在2032年下降至與傳統(tǒng)鋰離子電池的同等水平。

而隨著固態(tài)電池的更多采用,到2035年,歐洲和美國對純電動汽車鋰電池的需求可能會增加15-27%。

可以預(yù)計,未來的固態(tài)電池大戰(zhàn)會越來越激烈,最終哪家企業(yè)或技術(shù)路線會最終勝出,讓我們拭目以待!
 
原標題:各大企業(yè)競逐固態(tài)電池 三種技術(shù)路線誰將勝出?
 
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來源:電池聯(lián)盟
 
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