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电池赛道新风口 固态电池要来了?
2024-07-19 10:00:06作者:王佳琪来源:中国信息化周报
摘要 6月28日,广汽丰田在首届科技开放日上提出,丰田正致力于2027—2028年推出全固态电池技术。据了解,全固态电池是一种电极材料和电解质材料均不含有任何液体,完全是固体的锂电池,具有安全性高、寿命长和能量密度高的优点,搭载全固态电池的车型预计将实现1000公里以上的续航和10分钟快充。...
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国内企业正在积极布局
据官方媒体报道,中国或将投入约60亿元用于全固态电池研发,包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利共6家企业可能获得政府基础研发支持。项目由政府相关部委牵头实施,鼓励有条件的企业对全固态电池相关技术开展研发。
据悉,在全球范围内,各国政府正在积极进行固态电池研发。美国在2021年发布的《锂电池2021-2030年国家蓝图》中提出发展目标是2030年实现固态电池的规模化生产。日本韩国及欧盟均在政策文件中提出加大固态电池研发布局,加快产业化进程。中科院院士欧阳明高对此表示,日本和欧美意图改变目前在液态锂电池方面落后于中国的局面,中国政府此次投入巨额资金,旨在加速国内全固态电池技术的研发进程,进一步巩固中国在全球锂电池产业链中的领先地位。
在2024固态电池产业生态圈企业家峰会开幕式上,中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教表示,依托强大的新能源产业链制造基础,我国电池企业在固态电池技术研发、产业链布局等方面取得了重要突破。宁德时代首席科学家吴凯在第十六届国际电池技术交流会上表示,全固态电池的成熟度指标,若用1-9数字表示,宁德时代目前的成熟度在4的水平,目标到2027年到7-8的水平。
我国车企也正在发力布局固态电池市场。上汽集团宣布上汽清陶的首条全固态电池生产线将在2025年底完工,这意味着上汽集团已有了清晰的量产时间表。蔚来汽车早在2021年就发布了150kWh的固态电池,该电池实现了360Wh/kg的高能量密度,续航里程突破了1000km。2023年,蔚来汽车与卫蓝新能源合作,双方完成了360Wh/kg的固态电池交付。
今年3月,工信部等四部门明确指出要“加快布局新能源通用航空动力技术和装备,推动400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产,实现500Wh/kg级航空锂电池产品应用验证”。低空经济的蓄势起飞,也将助推固态电池产业的快速发展。
全固态电池仍需时间攻克
于清教表示,新能源高质量发展势不可挡,随着技术的不断迭代创新和产业链生态的逐步完善,固态电池的商业化应用的脚步也渐行渐近,谁先占据产业制高点,谁就能掌握发展主动权。
湖南中科星城石墨有限公司研究院院长兼副总经理王志勇认为,高电导率、高界面稳定性、高材料稳定性是选择全固态电池材料的三个核心指标,现阶段材料层面仍存在结构稳定性差、体积膨胀大、接触界面过小、界面接触失效、锂枝晶生长等科学问题,仍需寻求材料层面的性能突破。
目前,全固态电池仍存在技术挑战,固态电解质的离子电导率相对较低,导致电池性能受限,同时,固态电解质与正负极的界面接触问题也尚未得到完全解决,这会影响电池的循环寿命、充电倍率和安全性。其次,固态电池采用的电解质材料和电极材料的成本比液态电池高,以及复杂的制备工艺导致目前难以实现量产。尽管全固态电池在高能量密度和高安全性方面具有显著优势,但其产业链的成熟度仍有待提高,欧阳明高预测,量产及商业化预计将会在2030年前后实现。
EVTank在《中国固态电池行业发展白皮书(2024年)》中将电解液含量低于10%的电池定义为半固态电池,将完全不含有电解液的电池定义为全固态电池。在全固态电池正式进入商业化阶段之前,半固态电池或许是很好的过渡技术解决方案。
半固态电池先行
据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据显示,2024年以来,我国半固态电池装车持续上量,今年1-5月实现装车1621.8MWh,超过1.6GWh。中国半固态电池技术取得了显著进展,多家企业已经实现了半固态电池的量产。卫蓝新能源为蔚来提供了半固态电池电芯,赣锋锂业为岚图追光、东风风神等汽车提供了半固态电池,国轩高科开发出单体能量密度为360Wh/kg的半固态电池。
中国半固态电池企业积极布局市场,不断扩大产能和研发能力。清陶能源在国内拥有多条固态锂电池产线,并在四川、内蒙古等地建设了固态电池生产基地。同时,清陶能源还与上汽集团等车企合作,推动半固态电池的商业化应用。此外,宁德时代、比亚迪等大型企业也加大了对固态电池技术的研发力度,推动固态电池技术的快速发展。
EVTank在《中国固态电池行业发展白皮书(2024年)》中预计,到2030年全球固态电池的出货量将达到614.1GWh,在整体锂电池中的渗透率预计在10%左右,其市场规模将超过2500亿元,主要为半固态电池。
于清教表示,伴随着以卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂电等为代表的中国企业半固态电池的量产装车,使得半固态电池真正实现了经济学意义上的产业化。当前,全固态电池虽仍面临离子电导率问题、固固界面问题和循环性能问题等尚未完全解决。但作为未来能源革命重要的支撑技术之一,固态电池在新能源汽车、储能、低空经济等多领域具有广阔的市场发展前景。我们有理由相信,在不久的将来,固态电池能够为我们的工作和生活带来更多的便利和惊喜。
(本文不涉密)
责任编辑:路沙
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