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焦點消息!能量密度競賽升級 動力電池新賽道加速“固”化

上海證券報 | 2022-09-11 15:43:09

9月9日,孚能科技發(fā)布包括半固態(tài)電解質(zhì)的軟包電芯技術(shù),為向固態(tài)電池過渡作準(zhǔn)備。輝能科技、國軒高科等公司日前也紛紛宣布固態(tài)電池巨額投資項目和研發(fā)進(jìn)展。上海證券報記者近期調(diào)研獲悉,作為升級電池能量密度進(jìn)而提升新車性能的重要技術(shù)路線,固態(tài)電池已經(jīng)成為多方關(guān)注并參與的新能源汽車動力電池?zé)衢T賽道。

“現(xiàn)在很多電池能量密度較低,一輛車搭載了大量電池,占用整車較多體積和重量,影響了新能源車的性能?!辨谀芸萍级麻L王瑀說,公司此次發(fā)布的SPS軟包電池解決方案,應(yīng)用半固態(tài)電解質(zhì),降低了電解液用量,提升了電芯性能,為過渡到全固態(tài)電池作準(zhǔn)備。


(相關(guān)資料圖)

業(yè)內(nèi)專家指出,固態(tài)鋰電池是下一代動力電池研發(fā)的重要方向,它使用固體電解質(zhì)替代目前商用鋰電池的液態(tài)電解質(zhì)。固體電解質(zhì)一般不可燃,因此具有更高的安全性。同時,固體電解質(zhì)使得電池有望應(yīng)用高壓電極材料,從而提高電池的能量密度,進(jìn)而提升新能源汽車的續(xù)航里程等性能。

9月5日,固態(tài)鋰電池研發(fā)制造企業(yè)輝能科技稱,將考慮投資80億美元建廠,生產(chǎn)電動汽車新一代電池,工廠總產(chǎn)能將達(dá)到120GWh,預(yù)計10年內(nèi)全部建成。值得注意的是,若以每輛新能源車搭載50KWh電量計算,120GWh的動力電池可配套多達(dá)240萬輛新能源電動車。

“現(xiàn)在半固態(tài)電池是小規(guī)模量產(chǎn),預(yù)計年底入選工業(yè)和信息化部的電池目錄?!眹幐呖朴嘘P(guān)負(fù)責(zé)人對記者表示,公司半固態(tài)電池的能量密度達(dá)360Wh/kg,配套車型的電池包電量達(dá)160KWh,續(xù)航里程超過1000公里。未來半固態(tài)電池的研制將匹配客戶需求,將于2022年底開始小批量裝車。

近一個月以來,多家公司披露了固態(tài)電池的最新研制進(jìn)展。德爾股份表示,公司自2018年開始布局固態(tài)電池的研發(fā),目前已實現(xiàn)關(guān)鍵節(jié)點的研發(fā)目標(biāo),全固態(tài)電池開發(fā)項目已經(jīng)完成樣件,正在進(jìn)行客戶端測試。道恩股份披露,公司生產(chǎn)的HNBR(氫化丁腈橡膠)產(chǎn)品有望應(yīng)用于固態(tài)電池電解質(zhì),目前已有實驗室成功范例,隨著電池技術(shù)的革新和突破,未來發(fā)展空間可期。

動力電池的質(zhì)量,直接決定了新能源車在動力、續(xù)航、安全等方面的主要性能。業(yè)內(nèi)專家對記者表示,經(jīng)過多年發(fā)展,中國動力電池產(chǎn)業(yè)目前已經(jīng)取得了長足進(jìn)步,涌現(xiàn)出了寧德時代、比亞迪等一批技術(shù)和生產(chǎn)能力在國際上領(lǐng)先的公司。

根據(jù)工業(yè)和信息化部的數(shù)據(jù),2021年,中國三元電池、磷酸鐵鋰電池單體能量密度分別平均達(dá)到280Wh/kg、170Wh/kg,相比2012年,動力電池單體能量密度提高超過220%,成本下降85%左右。純電動乘用車的平均續(xù)航里程也從2016年的253公里提高到2021年的400公里以上。根據(jù)SNE Re-search的數(shù)據(jù),2022年上半年,全球動力電池裝車量排名前20的動力電池企業(yè)中,有15家來自中國,排名前10中的6家中國企業(yè)合計市場份額超過56%。

新能源車行業(yè)的激烈競爭,導(dǎo)致動力電池量密度的競賽不斷升級。中國科學(xué)院院士歐陽明高對記者表示,未來中國動力電池創(chuàng)新要從電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新逐步發(fā)展到材料體系創(chuàng)新。他預(yù)測,未來10年,電池體系還將經(jīng)歷多次技術(shù)變革,在2035年前實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)能量密度為500Wh/kg的下一代電池?!肮虘B(tài)電池的能量密度能輕松做到300至400Wh/kg,理論上的能量密度可達(dá)700Wh/kg?!?/p>

固態(tài)電池的前景也得到了有關(guān)政策的肯定??萍疾康染挪块T8月印發(fā)的《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實施方案(2022—2030年)》明確提出,研究固態(tài)鋰離子、鈉離子電池等更低成本、更安全、更長壽命、更高能量效率、不受資源約束的前沿儲能技術(shù)。

據(jù)歐陽明高介紹,按照電解質(zhì)的不同,可將固態(tài)電池技術(shù)路徑分為聚合物、氧化物、硫化物,三條技術(shù)路線各有利弊。日本和韓國企業(yè)主要押注硫化物路線。在中國企業(yè)中,寧德時代、蜂巢能源等選擇的也是硫化物路線,衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)等走的則是氧化物路線。

能量密度越高,動力電池就越有力量。有專家直言,固態(tài)電池技術(shù)雖然有助于大幅提升能量密度,但是對于其發(fā)展過程認(rèn)識需要理性。事實上,部分企業(yè)自稱的固態(tài)電池實際名不副實。許多企業(yè)所謂的量產(chǎn)固態(tài)電池,大多數(shù)走的是“半固態(tài)”折中路線,只是減少了部分電解液。

清陶能源總經(jīng)理李錚對記者表示,公司第一代產(chǎn)品實際上是半固態(tài)電池,液體含量在5%至15%,能量密度最大到420Wh/kg,成本可以與液態(tài)鋰電池相當(dāng);第二代產(chǎn)品正在小試階段,液體含量有望降至5%以下,能量密度達(dá)到400至500Wh/kg,成本相比液態(tài)鋰電池減少20%,預(yù)計2024年量產(chǎn)。

衛(wèi)藍(lán)新能源介紹,公司開發(fā)的混合固液電解質(zhì)電池將搭載于蔚來ET7新車上,單體能量密度為360Wh/kg,將于2022年第四季度開始交付。

天賜材料董秘韓恒日前表示,電池都需要電解質(zhì),公司在材料方面的優(yōu)勢就在于電解質(zhì),會積極跟進(jìn)半固態(tài)和固態(tài)電池的相關(guān)技術(shù)。但他同時表示,固態(tài)電池在基礎(chǔ)性能、商業(yè)化等方面還存在障礙,大規(guī)模應(yīng)用可能要到5年之后。

有電池企業(yè)負(fù)責(zé)人坦言,固態(tài)電池的難點在于復(fù)合型電解質(zhì)、電極材料、納米級包覆工藝等研發(fā),很多屬于基礎(chǔ)科學(xué)范疇,中國企業(yè)在這些方面還比較薄弱,而且不是一家電池企業(yè)就能解決的,需要全產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。

標(biāo)簽: 能量密度

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