固態(tài)電池近期涌現(xiàn)了一批階段性成果。在國(guó)內(nèi),北京純鋰新能源科技公司投資建設(shè)的國(guó)內(nèi)首條全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)線幾日前投產(chǎn),意味著其純鋰50安時(shí)數(shù)全固態(tài)電池邁向量產(chǎn)階段。在海外,梅賽德斯-奔馳和斯特蘭蒂斯集團(tuán)投資的美國(guó)固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)Factorial近期推出全固態(tài)電池,能量密度可達(dá)450Wh/kg。
固態(tài)電池被廣泛認(rèn)為是電池領(lǐng)域的下一代“革命性”產(chǎn)品,是現(xiàn)有動(dòng)力電池體系潛在的“顛覆者”。正如高盛所說(shuō),固態(tài)電池等重大創(chuàng)新在未來(lái)幾年,可能會(huì)改變新能源汽車行業(yè)的游戲規(guī)則。這一革命性技術(shù)有望在兩三年內(nèi)走出實(shí)驗(yàn)室逐步“上車”,但大規(guī)模商用還任重道遠(yuǎn)。
行業(yè)加速布局固態(tài)電池
固態(tài)電池與目前行業(yè)廣泛應(yīng)用的鋰離子電池相比,最大不同在于用固態(tài)電解質(zhì)代替電解液,擁有更高的能量密度、更高的安全性、更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。對(duì)于車企來(lái)說(shuō),這是一個(gè)不可錯(cuò)失的技術(shù)和機(jī)會(huì)。
無(wú)論寧德時(shí)代、比亞迪這樣的行業(yè)領(lǐng)頭羊,還是上汽集團(tuán)、廣汽集團(tuán)、蔚來(lái)汽車這樣的傳統(tǒng)車企和新勢(shì)力車企,再到豐田、大眾、奔馳等外資車企,想要在下一個(gè)十年實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先“卡位”,固態(tài)電池是必爭(zhēng)之地。
也因此,相關(guān)企業(yè)早已開始研發(fā)布局,并陸續(xù)獲得了階段性成果,在性能提升和量產(chǎn)進(jìn)度方面取得顯著進(jìn)展,將固態(tài)電池的熱度推至高位。
2027年小批量生產(chǎn)全固態(tài)電池,這是寧德時(shí)代此前披露的時(shí)間表。寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在9月舉辦的世界動(dòng)力電池大會(huì)上透露,寧德時(shí)代在全固態(tài)電池研發(fā)方面已有七八年時(shí)間,一直試圖尋求突破。
奇瑞汽車10月宣布,計(jì)劃在2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池上車,2027年規(guī)?;慨a(chǎn),期望在下一階段實(shí)現(xiàn)新能源汽車領(lǐng)域的“逆襲”。
今年5月,上汽集團(tuán)發(fā)布了固態(tài)電池時(shí)間表:2026年,全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)交付量產(chǎn),能量密度超過(guò)400Wh/kg,是傳統(tǒng)動(dòng)力電池的一倍以上;2027年,搭載全固態(tài)電池的智己新車實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付。
“中國(guó)在全固態(tài)電池量產(chǎn)領(lǐng)域,最大的優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場(chǎng)規(guī)模。我們有最完整的產(chǎn)業(yè)鏈、最大的市場(chǎng)、最多的研究人員。我們對(duì)全固態(tài)電池量產(chǎn)的中國(guó)方案和中國(guó)路線非常有信心。”上汽集團(tuán)副總裁、總工程師祖似杰說(shuō)。
廣汽集團(tuán)董事長(zhǎng)曾慶洪曾經(jīng)“抱怨”,從利潤(rùn)看,車企是在給電池廠“打工”,也因此,廣汽十分重視將下一代電池技術(shù)掌握在自己手中。利用第三代海綿硅負(fù)極技術(shù)和高面容量固態(tài)正極技術(shù),廣汽全固態(tài)電池能量密度達(dá)到400Wh/kg以上,較當(dāng)前量產(chǎn)液態(tài)鋰離子電池能量密度提升50%以上,預(yù)計(jì)2026年在昊鉑車型上搭載。
一些固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)獲得各類資本關(guān)注,比如,中科深藍(lán)匯澤近日獲得中石化資本的Pre-A輪融資。據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院不完全統(tǒng)計(jì),截至2024年9月末,國(guó)內(nèi)24家固態(tài)電池領(lǐng)域企業(yè)(含固態(tài)電池、固態(tài)電解質(zhì)、正極材料等)共完成75筆融資。
技術(shù)路線共性難點(diǎn)待破
“革命性”的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、產(chǎn)業(yè)價(jià)值,讓固態(tài)電池成為全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。歐美日韓企業(yè)對(duì)固態(tài)電池技術(shù)的期望更高更迫切,他們認(rèn)為,絕不能浪費(fèi)贏得下一個(gè)技術(shù)革命的機(jī)會(huì)。這些國(guó)家均在大力發(fā)展固態(tài)電池,其中,日本企業(yè)專利布局領(lǐng)先,專利占全球的68%,全球固態(tài)電池專利申請(qǐng)前5名企業(yè)有4家日本企業(yè)和1家韓國(guó)企業(yè)。
豐田是固態(tài)電池的先行者,2008年就已開始布局,據(jù)統(tǒng)計(jì),其在固態(tài)電池領(lǐng)域的專利超過(guò)1300項(xiàng),位居世界之首,豐田也希望能夠借固態(tài)電池在新能源汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“翻身”。
日本政府近日宣布,將通過(guò)“電池供應(yīng)保障計(jì)劃”提供高達(dá)約170億元人民幣的資金支持,推動(dòng)本國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。日本汽車分析人士說(shuō):“我們相信,固態(tài)電池將成為電動(dòng)汽車的游戲規(guī)則改變者。”
當(dāng)前,全固態(tài)電池呈現(xiàn)技術(shù)路線多元化態(tài)勢(shì),各技術(shù)路線在工程技術(shù)上都存在固態(tài)電解質(zhì)和電池材料更新等共性難點(diǎn)。
中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高是動(dòng)力電池的權(quán)威專家,他認(rèn)為,從技術(shù)研發(fā)節(jié)點(diǎn)上看,2025年至2030年,全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)將重點(diǎn)攻關(guān)固態(tài)電解質(zhì);2030年至2035年,重點(diǎn)攻關(guān)高容量復(fù)合負(fù)極;2035年至2040年,重點(diǎn)攻關(guān)高容量復(fù)合正極。
從主要企業(yè)的研發(fā)和量產(chǎn)計(jì)劃來(lái)看,業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計(jì),全固態(tài)電池有望于2027年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車,并于2030年起開啟降本通道。
“全固態(tài)電池早期有望率先應(yīng)用于消費(fèi)電子、航空航天和高端電動(dòng)車市場(chǎng),到2030年在動(dòng)力電池和消費(fèi)電池中的滲透率分別達(dá)到2%和10%。”東方證券報(bào)告指出。
產(chǎn)業(yè)化時(shí)間表逐步清晰
按照寧德時(shí)代的評(píng)估,如果用數(shù)字1到9表示固態(tài)電池的技術(shù)和制造成熟度,那么1是剛開始,9是技術(shù)成熟、可以投入大規(guī)模生產(chǎn),而當(dāng)前行業(yè)的最高水平只到4左右。換言之,全固態(tài)電池還處于剛剛走出實(shí)驗(yàn)室、逐步開啟產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證的階段。
長(zhǎng)安汽車先進(jìn)電池研究院副總經(jīng)理、深藍(lán)汽車動(dòng)力開發(fā)副總經(jīng)理杜長(zhǎng)虹認(rèn)為,以豐田為首的日系企業(yè)處于工程化階段,公開信息顯示其固態(tài)電池2030年左右可以實(shí)現(xiàn)萬(wàn)輛級(jí)的裝車;國(guó)內(nèi)則處于從材料到電芯開發(fā)階段,面向商業(yè)化的全固態(tài)電池還不能實(shí)現(xiàn)從材料到電芯到工藝的全流程,受制于此,全固態(tài)電池優(yōu)先會(huì)在深空、深海、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。
廣汽埃安新能源汽車股份有限公司電池研發(fā)部負(fù)責(zé)人李進(jìn)表示,從技術(shù)攻關(guān)進(jìn)度來(lái)說(shuō),固態(tài)電池至少還需要2年時(shí)間。2027年至2030年,一些關(guān)鍵技術(shù)逐步完善提升后上車應(yīng)用,2030年至2035年,快充性能和電池成本達(dá)到一定競(jìng)爭(zhēng)力,特別是在高性能車上有一定競(jìng)爭(zhēng)力,應(yīng)用規(guī)模將逐漸擴(kuò)大。
值得一提的是,人工智能可能會(huì)成為固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化“加速器”,比如,24小時(shí)的黑燈實(shí)驗(yàn)室、大算力計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用,將為全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化突破增加更多確定性。
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