中國粉體網(wǎng)訊 “固態(tài)電池將成為三元電池的顛覆者�,!� 國家工信部培訓(xùn)中心汽車專家張翔曾如此論斷,,他認(rèn)為固態(tài)電池將成為電動(dòng)汽車取代傳統(tǒng)燃油汽車的利器。而如今,,固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加快,,企業(yè)的投資熱情也在不斷升溫。
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固態(tài)電池將迎投產(chǎn)小高潮
近日,,輝能科技與南都電源就固態(tài)電池生產(chǎn)技術(shù)授權(quán)合作案達(dá)成初步共識(shí),,輝能科技授權(quán)能量密度約240Wh/kg的固態(tài)電池電芯生產(chǎn)技術(shù)給南都電源,并提供生產(chǎn)所需之核心設(shè)備與材料,,而南都電源將建國內(nèi)首條1GWh規(guī)模的固態(tài)電池生產(chǎn)線,。
此前輝能科技CEO楊思枏曾表示將采取“類高通商業(yè)模式”,授權(quán)固態(tài)電池專利技術(shù)及量產(chǎn)用之生產(chǎn)設(shè)備給電池廠和車企,。楊思枏不無得意地指出:“通過IP授權(quán)模式,,可以縮短產(chǎn)業(yè)研發(fā)固態(tài)電池的時(shí)間,,我們有信心在兩三年內(nèi)讓輝能固態(tài)電池技術(shù)逐步在全球開枝散葉�,!�
電池中國網(wǎng)了解到,,輝能科技其實(shí)早在2013年就實(shí)現(xiàn)了固態(tài)電池的量產(chǎn),不過主要應(yīng)用在消費(fèi)電子領(lǐng)域,,近兩年來則加速了在新能源汽車領(lǐng)域的布局,。輝能科技于2013年在臺(tái)灣建成的G1工廠,是全球首家可以實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池卷片生產(chǎn)的產(chǎn)線,,并計(jì)劃于2019年年底完成1GWh的擴(kuò)建,,屆時(shí)固態(tài)電池總產(chǎn)能將達(dá)1.5~2GWh。
而前不久,,國內(nèi)另一家電池企業(yè)江蘇衛(wèi)藍(lán)新能源電池有限公司(簡稱“江蘇衛(wèi)藍(lán)”)舉行了固態(tài)電池項(xiàng)目奠基儀式,。該項(xiàng)目總投資5億元,一期投資1.8億元,,計(jì)劃于2020年投產(chǎn),,建成后將形成年產(chǎn)0.1GWh固態(tài)電池生產(chǎn)線。如果按照這種節(jié)奏,,近一兩年內(nèi)固態(tài)電池產(chǎn)線或許將迎來一輪不小的投產(chǎn)潮,。
實(shí)際上,除了輝能科技和江蘇衛(wèi)藍(lán),,國內(nèi)鋰電池企業(yè)及材料企業(yè),,如寧德時(shí)代、比亞迪,、國軒高科,、中航鋰電、江蘇清陶,、力神電池,、億緯鋰能、橫店東磁,、珈偉股份,、當(dāng)升科技、贛鋒鋰業(yè),、貝特瑞等,,也都布局了固態(tài)鋰電池技術(shù)開發(fā)。
特別值得一提的是,,2018年11月蘇州清陶固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線在江蘇昆山建成投產(chǎn),,可日產(chǎn)1萬只固態(tài)電池,能量密度可達(dá)400Wh/kg以上,,預(yù)計(jì)在2020年進(jìn)入動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域,,中國固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化邁出了標(biāo)志性的一步,。
而在整車應(yīng)用方面,2019年年初,,天際汽車展出了國內(nèi)首輛固態(tài)電池電動(dòng)汽車ME7。天際汽車董事長兼CEO張海亮表示,,天際固態(tài)電池將于2021年批量生產(chǎn)并裝車上市,,電芯能量密度可以超過300Wh/kg。屆時(shí),,天際汽車將成為國內(nèi)首家采用固態(tài)電池的主機(jī)廠,,天際ME7也將成為國內(nèi)首款以固態(tài)電池作為動(dòng)力來源的新能源汽車。
在國際上,,全球眾多知名企業(yè)包括豐田,、松下、三星,、三菱,、寶馬、大眾,、現(xiàn)代等也都已經(jīng)大量投資固態(tài)電池,,并且有不少企業(yè)采取了聯(lián)盟開發(fā)的模式。其中,,日本的豐田,、本田、日產(chǎn),、松下等23家汽車,、電池和材料企業(yè),計(jì)劃到2022年全面掌握全固態(tài)電池相關(guān)技術(shù),,到2030年前后將每千瓦時(shí)電池組的成本降至鋰電池的約30%,。韓國三大電池廠商LG化學(xué)、三星SDI和SKI也組成聯(lián)盟,,共同開發(fā)包括固態(tài)電池在內(nèi)的下一代核心電池技術(shù),。
固態(tài)電池向三元發(fā)起攻擊
固態(tài)電池之所以能被業(yè)界廣泛看好,是因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能優(yōu)勢(shì),。作為在動(dòng)力電池領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,,日本和中國都計(jì)劃到 2030 年將動(dòng)力電池電芯能量密度提升到 500 Wh/kg。而從理論上講,,傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)鋰電池極限能量密度不可能高于500 Wh/kg,,而全固態(tài)電池目前的能量密度已經(jīng)能夠達(dá)到400 Wh/kg,預(yù)估最大潛力值可高達(dá) 900 Wh/Kg,。
另外,,除了能量密度的局限,,當(dāng)前主流的三元鋰電池安全問題也比較突出�,!盁o論從化學(xué)結(jié)構(gòu),,還是從電池結(jié)構(gòu)來講,三元材料都非常容易發(fā)熱,,有爆炸的風(fēng)險(xiǎn),。然而現(xiàn)階段,還沒有完善的解決辦法,�,!� 北京大學(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任其魯表示。而固態(tài)電池在安全方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯,,固態(tài)電解質(zhì)不可燃,、無腐蝕、不揮發(fā),、不漏液,,搭載固態(tài)電池汽車的自燃概率會(huì)大大降低。
不過固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣,,也存在不少障礙,。據(jù)了解,固體電解質(zhì)存在與電極間界面阻抗大,,界面相容性較差,,同時(shí)充放電過程中各材料的體積膨脹和收縮,導(dǎo)致界面容易分離等問題,。正如江蘇衛(wèi)藍(lán)執(zhí)行總監(jiān)向晉所說,,目前固態(tài)電池的主要問題還是界面問題。
L.E.K.(艾意凱)咨詢中國區(qū)合伙人,,工業(yè)與高科技領(lǐng)域負(fù)責(zé)人滕勇也認(rèn)為,,目前固態(tài)電池的發(fā)展仍面臨著低離子電導(dǎo)率和高界面阻抗的技術(shù)瓶頸,在突破之前尚無法替代三元鋰電池體系,。
不過,,滕勇的看法還是比較樂觀,認(rèn)為在兼顧能量密度和安全性能方面,,固態(tài)電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常顯著,。他預(yù)計(jì),固態(tài)電池將在2023-2025年之間開始實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,,并于2025-2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)�,;慨a(chǎn)。
而中國業(yè)內(nèi)研究資深人士史晨星認(rèn)為,,固態(tài)電池等新型電池未來發(fā)展之路將經(jīng)以下階段:2020年前采用高鎳正極+準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)+硅碳負(fù)極實(shí)現(xiàn)300Wh/Kg,,2025年前采用富鋰正極+全固態(tài)電解質(zhì)+硅碳/鋰金屬負(fù)極電池實(shí)現(xiàn)400Wh/Kg,,2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實(shí)現(xiàn)500Wh/Kg。
雖然固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程還有一段路程要走,,三元電池也將長期占據(jù)新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的C位,,不過戰(zhàn)斗已經(jīng)打響了,固態(tài)電池已經(jīng)向三元電池的陣地吹起了沖鋒號(hào),!
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