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固態(tài)電池裝車(chē)“小爆發(fā)”
日期:2024-04-17   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_wangyue 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
因?yàn)榫邆鋵?duì)傳統(tǒng)液態(tài)電池的顛覆性能,固態(tài)電池被認(rèn)為或?qū)⒊蔀閯?dòng)力電池的終極解決方案。除了極高的安全性之外,能量密度也對(duì)液態(tài)電池形成碾壓之勢(shì)。300Wh/kg在液態(tài)電池那里是“天花板”,但是到了固態(tài)電池那里就變成了“地板”。

如今,超能力的固態(tài)電池量產(chǎn)裝車(chē)正在大提速。近期眾多車(chē)企和電池廠商密集發(fā)力固態(tài)電池車(chē)型和產(chǎn)品,1000公里續(xù)航里程已經(jīng)“從夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”。

比如,智己L6搭載光年固態(tài)電池,電芯能量密度368Wh/kg,為行業(yè)首款量產(chǎn)上車(chē)的準(zhǔn)900V超快充固態(tài)電池,車(chē)輛續(xù)航可以達(dá)1000公里;太藍(lán)新能源制出720Wh/kg超高能量密度體型化全固態(tài)鋰金屬電池,車(chē)輛續(xù)航超1200km;廣汽旗下昊鉑品牌發(fā)布100%固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池,能量密度400Wh/Kg以上,計(jì)劃2026年首先搭載于昊鉑車(chē)型。

實(shí)際上,在此之前已經(jīng)有東風(fēng)嵐圖、賽力斯等相關(guān)車(chē)型搭載半固態(tài)電池。蔚來(lái)汽車(chē)也表示,其搭載150kWh半固態(tài)電池包車(chē)型預(yù)計(jì)將在2024年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),能量密度為360Wh/kg。長(zhǎng)安汽車(chē)則計(jì)劃在明后年推出半固態(tài)電池車(chē)型。另外,寶馬、豐田、日產(chǎn)、大眾、現(xiàn)代、本田等海外車(chē)企,計(jì)劃于2025至2030年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)裝車(chē)。

值得注意的是,目前已經(jīng)裝車(chē)和宣布將裝車(chē)的固態(tài)電池大多都是半固態(tài)電池,是作為全固態(tài)電池的一種過(guò)渡路線(xiàn),率先實(shí)現(xiàn)裝車(chē)應(yīng)用進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高指出,全固態(tài)電池2030年左右有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。全固態(tài)電池下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn),有可能會(huì)帶來(lái)顛覆性的風(fēng)險(xiǎn)。

01

高性能材料加速導(dǎo)入


“固態(tài)電池優(yōu)勢(shì)在于高安全性和高能量密度,可完全消除電解液腐蝕和泄漏的安全隱患,使用壽命更長(zhǎng)。固態(tài)電池發(fā)展一步一階:先半固后全固,逐級(jí)突破。”國(guó)金證券分析認(rèn)為,固/液混合型電池率先投入市場(chǎng),待應(yīng)用于市場(chǎng)某一細(xì)分領(lǐng)域,提升循環(huán)性能、安全性等性能后,可逐步拓展至新能源汽車(chē)、規(guī)模儲(chǔ)能等應(yīng)用場(chǎng)景。

就目前來(lái)看,已經(jīng)宣布裝車(chē)的固態(tài)電池,大多采用了高鎳、富鋰錳基、硅基正負(fù)極等材料。據(jù)了解,智己L6搭載的第一代光年固態(tài)電池,正極采用納米尺度固態(tài)電解質(zhì)包覆超高鎳材料,負(fù)極則是新一代高比能復(fù)合硅碳材料。同時(shí),該電池還采用“干法固態(tài)電解質(zhì)層一體成型”技術(shù),采用耐高溫固態(tài)電解質(zhì)+五重安全防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以保證電池包無(wú)熱蔓延不起火。

不同于智己L6,太藍(lán)新能源則采用了高克容量、長(zhǎng)循環(huán)富鋰錳基材料作為正極,負(fù)極則選用了復(fù)合鋰金屬基材料,這種材料具有超寬、超薄的特點(diǎn),同時(shí)兼具高循環(huán)穩(wěn)定性和高倍率性能。此外,為了解決固-固界面阻抗問(wèn)題,太藍(lán)新能源還研發(fā)了高性能氧化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)。

宣稱(chēng)是“全固態(tài)電池”的廣汽埃安昊鉑,則采用了高面容量固態(tài)正極技術(shù)和第三代海綿硅負(fù)極。同時(shí)采用100% 固態(tài)電解質(zhì),具備超高能量密度、超強(qiáng)本征安全、超寬使用溫域等特點(diǎn),并已經(jīng)“從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)應(yīng)用”。據(jù)了解,蔚來(lái)汽車(chē)固態(tài)電池采用固液混合電解質(zhì),硅碳復(fù)合負(fù)極材料和超高鎳正極材料。

在電池廠商方面,力神電池開(kāi)發(fā)完成全新一代能量密度達(dá)402Wh/kg的半固態(tài)電池,采用界面新型納米材料鉚接正極技術(shù)和低膨脹致密化硅基負(fù)極技術(shù);蜂巢能源的方形半固態(tài)二代果凍電池,采用了二代果凍電解質(zhì)技術(shù)和一體化復(fù)合正極技術(shù);億緯鋰能基于鹵化物電解質(zhì)制備的全固態(tài)薄膜軟包電池,可實(shí)現(xiàn)500Wh/Kg的能量密度。

02

掌握顛覆性的技術(shù)


隨著全球眾多企業(yè)加速推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化,未來(lái)固態(tài)電池市場(chǎng)將非??捎^。業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),2025年和2030年全球固態(tài)電池需求量將分別達(dá)到44.2GWh和494.9GWh;到2030年市場(chǎng)空間有望超過(guò)1500億元。

在材料體系方面,中信證券判斷,預(yù)計(jì)正極材料將從高鎳三元過(guò)渡至富鋰錳基,負(fù)極將從硅碳負(fù)極過(guò)渡至金屬鋰。隨著產(chǎn)業(yè)鏈降本和產(chǎn)業(yè)化程度提升,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)將充分受益。

“公司已系統(tǒng)布局氧化物、硫化物、聚合物等主流固態(tài)鋰電正極材料及電解質(zhì)技術(shù)路線(xiàn),相關(guān)固態(tài)鋰電產(chǎn)品已成功導(dǎo)入輝能、清陶、衛(wèi)藍(lán)新能源、贛鋒鋰電等固態(tài)電池客戶(hù),并實(shí)現(xiàn)大批量銷(xiāo)售。”國(guó)內(nèi)某頭部材料企業(yè)表示,該公司早在2022年就與清陶能源簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,后者采購(gòu)總量不低于3萬(wàn)噸固態(tài)鋰電正極材料。

格林美近期在互動(dòng)平臺(tái)表示,公司早在2019年就開(kāi)始開(kāi)發(fā)針對(duì)固態(tài)電池的前驅(qū)體材料,針對(duì)固態(tài)電解質(zhì)與正極材料固-固接觸界面的諸多技術(shù)難題,開(kāi)發(fā)出3-4微米尺寸小粒徑高BET固態(tài)電池前驅(qū)體材料,目前9系某款固態(tài)電池用前驅(qū)體產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn)。

在硅基負(fù)極方面,杉杉股份表示,公司突破硅基負(fù)極材料前驅(qū)體批量化合成核心技術(shù),已完成第二代硅氧產(chǎn)品的量產(chǎn),正在進(jìn)行第三代硅氧產(chǎn)品和新一代硅碳產(chǎn)品的研發(fā)。據(jù)了解,貝特瑞硅基負(fù)極材料以硅碳負(fù)極材料和硅氧負(fù)極材料為主,目前公司硅基負(fù)極產(chǎn)能5000噸/年。

作為固態(tài)電池關(guān)鍵材料的電解質(zhì)方面,天賜材料透露,公司半固態(tài)電解質(zhì)及氧化物與硫化物全固態(tài)電解質(zhì)均在小試到中試階段。新宙邦表示,其參股公司新源邦科技已建立全體系固態(tài)電解質(zhì)材料研發(fā)、測(cè)試及生產(chǎn)平臺(tái),并已實(shí)現(xiàn)噸級(jí)量產(chǎn)和銷(xiāo)售。瑞泰新材表示,公司的雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)目前在固態(tài)鋰離子電池等新型電池中已形成批量銷(xiāo)售。

不過(guò),我們也應(yīng)該正視,雖然半固態(tài)電池已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車(chē),但全固態(tài)電池目前還有些行業(yè)核心問(wèn)題亟待解決。比如,離子電導(dǎo)率問(wèn)題、固固界面問(wèn)題和循環(huán)性能問(wèn)題等,現(xiàn)階段成本高昂也阻礙其走向大規(guī)模應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)同仁仍需多多努力。

只有真正掌握顛覆性的技術(shù),才不會(huì)被顛覆性技術(shù)所顛覆。 

原標(biāo)題:固態(tài)電池裝車(chē)“小爆發(fā)”
 
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