憑借能量密度高、安全性能好、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢,近年來,固態(tài)
電池受到市場關(guān)注,被公認(rèn)的下一代
電池的首選方案之一。而全固態(tài)電池目前仍然面臨著多個(gè)尚未完全解決技術(shù)難題,產(chǎn)業(yè)化時(shí)間節(jié)點(diǎn)或在2030年左右。
有機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì),到2030年,全球固態(tài)電池的出貨量將達(dá)到614.1GWh,其市場規(guī)模將超過2500億元,主要為半固態(tài)電池。
在全固態(tài)電池量產(chǎn)之前,作為液態(tài)鋰電池向全固態(tài)電池過渡的階段,半固態(tài)電池的裝車量產(chǎn),為全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
中國銀河證券的研報(bào)顯示,半固態(tài)電池2024年即有望在新能源汽車市場量產(chǎn)裝車,2030年可見大規(guī)模商業(yè)化的全固態(tài)動(dòng)力電池。
半固態(tài)電池先于全固態(tài)電池量產(chǎn)
據(jù)了解,業(yè)內(nèi)對于固態(tài)電池的分級界定,以電芯中固態(tài)電解質(zhì)含量為依據(jù),半固態(tài)鋰電池電芯中固態(tài)電解質(zhì)含量達(dá)90%~95%;準(zhǔn)固態(tài)鋰電池電芯中固態(tài)電解質(zhì)的占比進(jìn)一步加大,通常在95%以上,是半固態(tài)鋰電池向全固態(tài)電池過渡的階段;全固態(tài)鋰電池的電芯則全部由固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)材料構(gòu)成。如蜂巢能源的果凍電池、寧德時(shí)代的凝聚態(tài)電池都屬于半固態(tài)電池。
業(yè)內(nèi)人士指出,在兼顧性能和安全性的同時(shí),半固態(tài)電池保留一定量電解液,可以提高循環(huán)性能及倍率性能,改善固態(tài)電池導(dǎo)電率低的問題,成本相對于全固態(tài)電池更低。
有分析師表示,全固態(tài)電解質(zhì)目前難以輕薄化,用到的部分稀有金屬原材料價(jià)格較高,疊加為高能量密度使用的高活性正負(fù)極材料尚未成熟,全固態(tài)電解質(zhì)和正負(fù)極成本較高。相比于全固態(tài)電池,半固態(tài)電池量產(chǎn)的難度大大降低。半固態(tài)對于現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池體系更迭較小,半固態(tài)路線仍然會(huì)使用隔膜與液態(tài)電解液,其制備方法大部分沿用傳統(tǒng)鋰離子電池工藝與裝備技術(shù)。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高曾在某論壇上表示:以產(chǎn)業(yè)化為衡量標(biāo)準(zhǔn)的話,2025年能量密度達(dá)到350Wh/kg,固液混合電解質(zhì)的半固態(tài)電池出現(xiàn);2030年能量密度達(dá)到400Wh/kg,液態(tài)電解質(zhì)更少的準(zhǔn)固態(tài)電池量產(chǎn),真正的全固態(tài)產(chǎn)品預(yù)計(jì)不超過1%;2035年能量密度目標(biāo)是500Wh/kg,全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
研究機(jī)構(gòu)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟(jì)研究院共同發(fā)布的《中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2024年)》指出,基于對固態(tài)電池技術(shù)路線和降本路徑的研判,預(yù)計(jì)到2030年全球固態(tài)電池的出貨量將達(dá)到614.1GWh,在整體鋰電池中的滲透率預(yù)計(jì)在10%左右,其市場規(guī)模將超過2500億元,主要為半固態(tài)電池。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,在固態(tài)電池技術(shù)路線的選擇上,國內(nèi)企業(yè)是以固液混合為主。半固態(tài)電池是提升安全性的技術(shù)之一,但不屬于顛覆性技術(shù)。半固態(tài)電池正在試裝車,但是良品率、電池成本、充電倍率、循環(huán)壽命這些問題還需要解決。從全行業(yè)看,中國既要發(fā)展?jié)u近性的半固態(tài)技術(shù)路線,也要防范激進(jìn)型全固態(tài)技術(shù)路線帶來的顛覆性風(fēng)險(xiǎn)。
半固態(tài)電池加速裝車
綠研院注意到,當(dāng)前,半固態(tài)電池正加快上車進(jìn)程:
東風(fēng)汽車已示范運(yùn)營搭載固態(tài)電池的E70和推出搭載半固態(tài)電池的嵐圖“追光”車型。
上汽集團(tuán)在互動(dòng)平臺(tái)表示,從2024年起,半固態(tài)電池將率先在智己L6等新品上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用,公司正加緊推進(jìn)相關(guān)工作,力爭早日將產(chǎn)品投放市場。
資料顯示,2023年8月22日,上汽集團(tuán)與其投資入股的清陶能源聯(lián)合開發(fā)的第一代固態(tài)電池完成裝車試驗(yàn),單體能量密度達(dá)368Wh/kg,測試車輛最大續(xù)航里程達(dá)到1083公里,將于2024年在智己品牌的新車上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
2023年12月17日,蔚來CEO李斌實(shí)測搭載150kWh電池包的蔚來ET7,達(dá)成超1000公里續(xù)航。蔚來首次于2021年1月9日NIO Day上發(fā)布150kWh固態(tài)電池包,稱搭載ET7將實(shí)現(xiàn)超1000公里續(xù)航。
2023年12月,長安汽車與贛鋒鋰業(yè)簽署《合作備忘錄》,雙方將加快推進(jìn)(半)固態(tài)電池研發(fā)合資項(xiàng)目及制造產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,基于下一代汽車動(dòng)力電池(半)固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)行合作。
上汽集團(tuán)在互動(dòng)平臺(tái)表示,2024年起半固態(tài)電池將在公司不同車型上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。
今年3月1日,一汽解放與孚能科技在吉林長春舉行意向合作框架協(xié)議簽約儀式,孚能科技半固態(tài)電池將率先導(dǎo)入一汽解放商用車產(chǎn)品,在全球范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池配套商用車市場。
此外,國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能等電池企業(yè)也有半固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)。
總之,在全固態(tài)電池正式量產(chǎn)之前,半固態(tài)電池會(huì)率先裝車并產(chǎn)業(yè)化,為整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動(dòng)作用!