現(xiàn)有化學體系下的動力電池能量密度似乎已走到了盡頭，取而代之的，是業(yè)界共同期待的固態(tài)電池。
“過去很多年（新能源汽車）補貼政策都是圍繞電池的能量密度來的，現(xiàn)在能量密度似乎到了一個瓶頸期，放緩了，快充、快換技術(shù)得到快速發(fā)展。但也預(yù)示著下一步電池的革命又即將到來，大家所期待的固態(tài)電池也蠢蠢欲動。”在3月17日的中國電動汽車百人會論壇（2024）上，廣汽埃安總經(jīng)理古惠南的發(fā)言把固態(tài)電池重新推到了臺前。
幾乎是古惠南作出上述判斷的同時，寧德時代在日前舉辦的2023業(yè)績會上也就行業(yè)需求趨勢對投資者進行了回應(yīng)，“（公司）已多年布局固態(tài)電池領(lǐng)域，近期投入力度不斷加大。”
“全固態(tài)電池在能量密度、安全性、寬溫域和高環(huán)境適應(yīng)性等方面較傳統(tǒng)液態(tài)電池優(yōu)勢明顯，能夠更好地支撐新能源汽車滿足全氣候、全場景、高安全使用需求，已成為新一代動力電池發(fā)展的重要方向。”中國科學技術(shù)協(xié)會主席萬鋼表示。
目前，動力電池企業(yè)在固態(tài)電解質(zhì)的研究領(lǐng)域采取了不同的攻堅方向，但大部分選擇了從半固態(tài)電池過度到全固態(tài)電池的發(fā)展路徑，以便能率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
作為動力電池龍頭企業(yè)，“寧王”的固態(tài)電池有三條技術(shù)路線，即氧化物路線、硫化物路線及聚合物路線。2023年3月，寧德時代發(fā)布凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達500Wh/kg，其將主要布局在電動航空領(lǐng)域。
另據(jù)深圳市比克首席科學家林建介紹，比克電池嘗試將固態(tài)電解液以聚合物和氧化物的形式，融入大圓柱電池中。比克電池的目標是將單體能量密度提高至400Wh/kg以上。
此外，蜂巢能源、億緯鋰能、中創(chuàng)新航均已布局固態(tài)電池的研發(fā)；衛(wèi)藍新能源、清陶能源、輝能科技等新興企業(yè)亦將各自的目標錨定在了固態(tài)電池。
不僅是供應(yīng)鏈端，主機廠同樣頻頻釋放固態(tài)、半固體電池的相關(guān)信息。長安汽車在2023廣州車展上宣布，計劃到2030年，長安將推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯，形成不低于150GWh的電池產(chǎn)能；廣汽集團的目標則是在2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載。
“理想情形下，在2027年要做到400Wh/kg，1000次的循環(huán)，2C的倍率性能，實現(xiàn)百輛到千輛級別的示范運營。2030年左右實現(xiàn)全固態(tài)電池和搭載車輛的小規(guī)模量產(chǎn)，2035年左右實現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)，并實現(xiàn)普遍的使用。”中國電子科技集團第十八研究所研究員肖成偉提到了固態(tài)電池的發(fā)展目標。
不過，寧德時代表示，目前還有很多基本的科學問題待解決，如大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在數(shù)量級差異、固固界面難以始終保持良好接觸等，在突破這些科技問題后，還會遇到產(chǎn)業(yè)化的問題。
“高能固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)主要是來自如何進一步提升固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，和構(gòu)筑相對穩(wěn)定的固固界面。”中國科學院院士孫世剛亦認為，盡管目前各種提升固態(tài)電解質(zhì)的性能策略已取得重要進展，但還需要加大力度推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
“（固態(tài)電池量產(chǎn)）硬堆技術(shù)也可以做到，但需要終端消費者接受這個價格。”中創(chuàng)新航副總裁王小強在談及固態(tài)電池商業(yè)化時表示，業(yè)界對短期之內(nèi)全固態(tài)電池在技術(shù)層面有信心，但在商業(yè)化上還需要一段的時間。“怎樣把成本和技術(shù)做到平衡，達到終端消費者可以接受的性價比，才有真正具備批量商業(yè)化的可能性。”
盡管尚存技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)推廣壁壘，但固態(tài)電池無疑是下一代電池技術(shù)競爭的關(guān)鍵制高點?？萍疾扛辈块L張雨東中國電動汽車百人會論壇（2024）上表示，科技部將“大力布局前沿和顛覆性技術(shù)，加大對全固態(tài)電池、智能網(wǎng)聯(lián)等前沿技術(shù)的支持力度，并持續(xù)加強新能源汽車領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的投入，積極破解重大科學問題，推動形成性能躍升的前沿和顛覆性技術(shù)成果等 ”。
“過去很多年（新能源汽車）補貼政策都是圍繞電池的能量密度來的，現(xiàn)在能量密度似乎到了一個瓶頸期，放緩了，快充、快換技術(shù)得到快速發(fā)展。但也預(yù)示著下一步電池的革命又即將到來，大家所期待的固態(tài)電池也蠢蠢欲動。”在3月17日的中國電動汽車百人會論壇（2024）上，廣汽埃安總經(jīng)理古惠南的發(fā)言把固態(tài)電池重新推到了臺前。
幾乎是古惠南作出上述判斷的同時，寧德時代在日前舉辦的2023業(yè)績會上也就行業(yè)需求趨勢對投資者進行了回應(yīng)，“（公司）已多年布局固態(tài)電池領(lǐng)域，近期投入力度不斷加大。”
“全固態(tài)電池在能量密度、安全性、寬溫域和高環(huán)境適應(yīng)性等方面較傳統(tǒng)液態(tài)電池優(yōu)勢明顯，能夠更好地支撐新能源汽車滿足全氣候、全場景、高安全使用需求，已成為新一代動力電池發(fā)展的重要方向。”中國科學技術(shù)協(xié)會主席萬鋼表示。
目前，動力電池企業(yè)在固態(tài)電解質(zhì)的研究領(lǐng)域采取了不同的攻堅方向，但大部分選擇了從半固態(tài)電池過度到全固態(tài)電池的發(fā)展路徑，以便能率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
作為動力電池龍頭企業(yè)，“寧王”的固態(tài)電池有三條技術(shù)路線，即氧化物路線、硫化物路線及聚合物路線。2023年3月，寧德時代發(fā)布凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達500Wh/kg，其將主要布局在電動航空領(lǐng)域。
另據(jù)深圳市比克首席科學家林建介紹，比克電池嘗試將固態(tài)電解液以聚合物和氧化物的形式，融入大圓柱電池中。比克電池的目標是將單體能量密度提高至400Wh/kg以上。
此外，蜂巢能源、億緯鋰能、中創(chuàng)新航均已布局固態(tài)電池的研發(fā)；衛(wèi)藍新能源、清陶能源、輝能科技等新興企業(yè)亦將各自的目標錨定在了固態(tài)電池。
不僅是供應(yīng)鏈端，主機廠同樣頻頻釋放固態(tài)、半固體電池的相關(guān)信息。長安汽車在2023廣州車展上宣布，計劃到2030年，長安將推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯，形成不低于150GWh的電池產(chǎn)能；廣汽集團的目標則是在2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載。
“理想情形下，在2027年要做到400Wh/kg，1000次的循環(huán)，2C的倍率性能，實現(xiàn)百輛到千輛級別的示范運營。2030年左右實現(xiàn)全固態(tài)電池和搭載車輛的小規(guī)模量產(chǎn)，2035年左右實現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)，并實現(xiàn)普遍的使用。”中國電子科技集團第十八研究所研究員肖成偉提到了固態(tài)電池的發(fā)展目標。
不過，寧德時代表示，目前還有很多基本的科學問題待解決，如大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在數(shù)量級差異、固固界面難以始終保持良好接觸等，在突破這些科技問題后，還會遇到產(chǎn)業(yè)化的問題。
“高能固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)主要是來自如何進一步提升固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，和構(gòu)筑相對穩(wěn)定的固固界面。”中國科學院院士孫世剛亦認為，盡管目前各種提升固態(tài)電解質(zhì)的性能策略已取得重要進展，但還需要加大力度推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
“（固態(tài)電池量產(chǎn)）硬堆技術(shù)也可以做到，但需要終端消費者接受這個價格。”中創(chuàng)新航副總裁王小強在談及固態(tài)電池商業(yè)化時表示，業(yè)界對短期之內(nèi)全固態(tài)電池在技術(shù)層面有信心，但在商業(yè)化上還需要一段的時間。“怎樣把成本和技術(shù)做到平衡，達到終端消費者可以接受的性價比，才有真正具備批量商業(yè)化的可能性。”
盡管尚存技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)推廣壁壘，但固態(tài)電池無疑是下一代電池技術(shù)競爭的關(guān)鍵制高點?？萍疾扛辈块L張雨東中國電動汽車百人會論壇（2024）上表示，科技部將“大力布局前沿和顛覆性技術(shù)，加大對全固態(tài)電池、智能網(wǎng)聯(lián)等前沿技術(shù)的支持力度，并持續(xù)加強新能源汽車領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的投入，積極破解重大科學問題，推動形成性能躍升的前沿和顛覆性技術(shù)成果等 ”。
