在近日舉辦的蔚來Nio Day上,除了高調(diào)發(fā)布首款純電動轎車蔚來eT7外,蔚來還發(fā)布了一款單體能量密度達360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池產(chǎn)品。蔚來方面稱,基于該能量密度的電池,蔚來eT7的NEDC續(xù)航里程可突破1000公里,并將于2022年四季度將該款固態(tài)電池裝配到旗下的量產(chǎn)車上。蔚來CEO李斌表示,“技術(shù)驗證、小規(guī)模量產(chǎn)已經(jīng)都有了,車載大規(guī)模量產(chǎn)需要有人去啟動,我們?nèi)嬖u估后,認為能夠做到。”消息一出,迅速引發(fā)市場熱議。
“固態(tài)”實為“半固態(tài)”
行業(yè)熱議的焦點在于,固態(tài)電池究竟能否在2022年大規(guī)模商用。多位專家表示,固態(tài)電池大規(guī)模應用要在2025年后,其中的技術(shù)與成本問題仍待解決,不可能在短期內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化。
中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長馬小利表示,“固態(tài)電池的概念已經(jīng)有很長時間了,但并沒有在市場上看到進一步的擴展應用。”
國聯(lián)汽車動力電池研究院董事長熊柏青認為,“全固態(tài)電池距商業(yè)化還很遠,10年內(nèi)完全攻克全固態(tài)難度很大,5年內(nèi)更是沒戲。”
此外記者注意到,此次蔚來只是公布了70kWh和100kWh兩種三元鋰電池包的售價,而對于150kWh的固態(tài)電池版本則沒有給出價格,也未透露合作的電池供應商。對此,有不少業(yè)內(nèi)人士質(zhì)疑蔚來150kWh固態(tài)電池產(chǎn)品是否只是營銷噱頭。
此起彼伏的質(zhì)疑聲讓李斌對150kWh固態(tài)電池進行了解釋說明。他表示,蔚來采用的是半固態(tài)電池,內(nèi)部帶有少量液態(tài)電解液。“全固態(tài)電池的量產(chǎn)還很遠,原因是目前固態(tài)電池的市場需求很低。”李斌坦言。
“雖然表述為固態(tài)電池,實際上是半固態(tài)電池,仍需使用電解液、隔膜。”蔚來汽車電池系統(tǒng)助理副總裁曾士哲解釋稱。
從蔚來官方的描述來看,其采用的是“原位固化固液電解質(zhì)”,即本質(zhì)上是同時含有固態(tài)電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池。東吳證券發(fā)布的行業(yè)研究報告同樣指出,蔚來搭載的150kWh電池或為半固態(tài)電池,屬于液態(tài)至固態(tài)電池的過渡性技術(shù)。
成本過高阻礙產(chǎn)業(yè)化
此次關(guān)于固態(tài)電池的熱議,也反映出了業(yè)內(nèi)對于提升動力電池性能的期待。
據(jù)了解,固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池,其本質(zhì)上仍是鋰電池,僅是將電解液與隔膜替換為固態(tài)電池質(zhì)。但與傳統(tǒng)鋰電池相比,固態(tài)電池具備更高的能量密度以及更強的安全性,同時能夠克服穩(wěn)定性差和充電效率低等問題。
業(yè)內(nèi)專家普遍認為,固態(tài)電池的優(yōu)點體現(xiàn)在安全性和能量密度提升上。全固態(tài)電池不含電解液,安全性較高。同時,固態(tài)電池使用鋰金屬負極可顯著提升能量密度,可將現(xiàn)有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。同時,固態(tài)電池可抑制鋰枝晶的生長,使鋰金屬負極運用成為可能,同時降低非活性物質(zhì),可省去冷卻系統(tǒng),也能夠提升能量密度。
但據(jù)了解,技術(shù)無法突破和成本過高始終是固態(tài)電池發(fā)展的痛點。
中科院一位不愿具名的固態(tài)電池專家表示,在電池循環(huán)過程中,固態(tài)電池的固界面容易接觸不良,導致固態(tài)電池量產(chǎn)難度加大,不能像鋰離子電池一樣迅速產(chǎn)業(yè)化。“像現(xiàn)在電導率最高的固態(tài)電池材料硫化物體系和鋰金屬負極、氧化物正極材料都不兼容穩(wěn)定。另外,固態(tài)電池制備工藝是全新的,沒有產(chǎn)業(yè)鏈,面對產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)的缺失,固態(tài)電池生產(chǎn)成本比較高,產(chǎn)業(yè)化遠未到來。”
有推算顯示,同樣采用石墨負極的固態(tài)電池總成本為158.8美元/kWh,比總成本為118.7美元/kWh的液態(tài)電池高出34%。
對于蔚來的半固態(tài)電池,中俄新能源材料技術(shù)研究院院長王慶生認為,半固態(tài)電池的應用設計和材料技術(shù)仍需時間檢驗。“產(chǎn)品技術(shù)不是做拼盤,需要科學理論的支撐和具體有效的工藝配合,我們要科學理性地面對技術(shù)和產(chǎn)品。”
未來電池企業(yè)“必爭之地”
但具備種種優(yōu)勢的固態(tài)電池仍被認為是動力電池的研究方向。中國工程院院士陳立泉近日表示,“新一代電池就是要發(fā)展固態(tài)電池,或逐漸過渡到全固態(tài)鋰電池。”
華安證券的行業(yè)研報顯示,盡管研發(fā)歷史悠久且困難重重,但由于固態(tài)電池出色的安全性能和高能量密度的潛力,仍在世界范圍內(nèi)被各種研究機構(gòu)及企業(yè)廣泛研究。另外,固態(tài)電池已經(jīng)成為部分非傳統(tǒng)電池企業(yè)進軍鋰電行業(yè)的重要突破口。
資料顯示,中日韓歐美共有53家企業(yè)布局研發(fā)固態(tài)電池。目前,豐田、日產(chǎn)雷諾、通用等車企都在加緊研發(fā)布局固態(tài)電池,而三星SDI、SKI、LG新能源、麻省固能、Quantum Scape等電池企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域也不斷取得新突破。國內(nèi)寧德時代、蜂巢能源、清陶能源、衛(wèi)藍新能源等企業(yè)均公開表示正在開發(fā)半固態(tài)電池。
市場研究機構(gòu)SNE Research的測算顯示,2030年全球固態(tài)電池需求有望接近500GWh,2025年固態(tài)電池全球市場空間有望達到60億元,而2025年我國固態(tài)電池市場空間有望達30億元,2030年將達到200億元。
業(yè)內(nèi)人士認為,雖然當下固態(tài)電池的技術(shù)水平和成本問題都制約了其大規(guī)模商用化,但固態(tài)電池長期看具備廣闊的前景,而且很可能成為未來的主流電池,或?qū)⑹俏磥砥髽I(yè)的必爭之地。
原標題:固態(tài)電池量產(chǎn)道阻且長