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)電池作準備。
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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。”國軒高科有關(guān)負責(zé)人對記者表示，公司半固態(tài)電池的能量密度達360Wh/kg，配套車型的電池包電量達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，全固態(tài)電池開發(fā)項目已經(jīng)完成樣件，正在進行客戶端測試。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。“固態(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700Wh/kg。”
固態(tài)電池的前景也得到了有關(guān)政策的肯定。科技部等九部門8月印發(fā)的《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（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；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。
