作為備受關(guān)注的下一代電池技術(shù)，固態(tài)電池早已是各大電池企業(yè)、整車企業(yè)、資本市場關(guān)注的焦點。在近日舉行的國務(wù)院政策例行吹風(fēng)會上，國家知識產(chǎn)權(quán)局局長申長雨表示，在鋰電池特別是固態(tài)電池領(lǐng)域，中國是全球主要的技術(shù)來源國之一。截至2023年5月，全球固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)專利申請量為20798項，中國有7640項，占比達36.7%。近5年，我國固態(tài)電池全球?qū)＠暾埩磕昃鲩L20.8%，增速位列世界第一。
在業(yè)內(nèi)人士看來，目前全球固態(tài)電池研發(fā)激戰(zhàn)正酣，我國應(yīng)進一步加大對該領(lǐng)域的研發(fā)布局力度，爭取在下一代電池技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。
優(yōu)異特性受青睞
經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，液態(tài)鋰電池技術(shù)快速迭代，成本逐步下降。不過，當(dāng)前液態(tài)鋰電池能量密度已接近“天花板”，并且長久以來其安全性未能顯著提升。因此，兼顧高安全性與高能量密度的固態(tài)電池受到青睞--固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)代替原來的電解液與隔膜，安全性得以增強，同時其能量密度也顯著提升，有望將現(xiàn)有300Wh/kg能量密度提升至500Wh/kg。
“若用在動力電池領(lǐng)域，全固態(tài)電池的商業(yè)化落地對電動汽車續(xù)航、安全性方面的提升將是顛覆性的?！币晃粯I(yè)內(nèi)專家告訴《中國能源報》記者。
車夫咨詢合伙人曹廣平也向《中國能源報》記者表示：“全球汽車動力技術(shù)逐步趨于電動化，動力電池技術(shù)發(fā)展也成為關(guān)鍵因素。不過，現(xiàn)有動力電池性能仍需突破，固態(tài)電池在提升安全性、能量密度等重要方向上有巨大優(yōu)勢?！?/p>
目前，寧德時代、輝能科技、贛鋒鋰業(yè)等一批動力電池企業(yè)都已深耕固態(tài)電池研發(fā)。同時，由于性能良好，固態(tài)電池也吸引了長安汽車、蔚來、豐田汽車等眾多車企積極布局。
“目前，我國已有一批研究固態(tài)電池的企業(yè)及機構(gòu)組織，投入全固態(tài)電池、半固態(tài)電池多條技術(shù)路線的研發(fā)。固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)包括氧化物、聚合物以及硫化物方向，也隨之產(chǎn)生大量專利，以期未來在該領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位?！辈軓V平進一步指出。
跳出“框架”布局半固態(tài)電池
但在不少業(yè)內(nèi)人士看來，目前全固態(tài)電池的諸多優(yōu)勢更多停留在理論層面上，短期內(nèi)全固態(tài)電池難以落地。例如，豐田汽車曾在2023年6月宣布，將在2027-2028年實現(xiàn)全固態(tài)電池技術(shù)商業(yè)化，并向市場投放配備全固態(tài)電池的純電動汽車；廣汽集團2023年11月宣布，將于2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載。
據(jù)了解，全固態(tài)電池對材料性能、生產(chǎn)工藝等多方面的要求進一步提高，其尚未完全商業(yè)化使用受制于技術(shù)瓶頸以及較高的成本。
“例如全固態(tài)電池固-固界面阻抗大、導(dǎo)電性較差等，這些都是行業(yè)長期未能突破的技術(shù)瓶頸。而在這些問題逐一解決后，全固態(tài)電池才能向產(chǎn)業(yè)化邁進?！币辆S經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理、中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝在接受《中國能源報》記者采訪時指出。
全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用仍道阻且長，不過區(qū)別于日韓及歐州各國企業(yè)普遍“死盯”全固態(tài)電池，我國企業(yè)除研發(fā)全固態(tài)電池外，也在積極布局作為過渡版本的半固態(tài)電池。吳輝表示，含有少量電解液的半固態(tài)電池在安全性等方面較液態(tài)鋰電池有所提升，目前國內(nèi)半固態(tài)電池發(fā)展勢頭較好，已實現(xiàn)量產(chǎn)裝車。
“半固態(tài)電池含有少量電解液，基本上介于現(xiàn)有液態(tài)電池和全固態(tài)電池之間，其優(yōu)勢在于解決了全固態(tài)電池界面阻抗較大的問題，且價格相對較低，也更容易量產(chǎn)應(yīng)用?！辈軓V平指出。
研究機構(gòu)EVTank近日發(fā)布的《中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2024年）》指出，預(yù)計到2030年，全球固態(tài)電池出貨量將達到614.1GWh，在整體鋰電池中的滲透率預(yù)計在10%左右，市場規(guī)模將超過2500億元，主要為半固態(tài)電池。預(yù)計全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化時間節(jié)點將在2030年左右。EVTank表示，之所以大幅調(diào)高對固態(tài)電池出貨量的預(yù)測，主要在于近幾年中國企業(yè)在半固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)，使其技術(shù)進步和成本降低遠超預(yù)期。
創(chuàng)新力度不斷加碼
“目前固態(tài)電池、鈉離子電池等技術(shù)尚未大規(guī)模商業(yè)化，同時液態(tài)鋰電池技術(shù)水平也在進步，在下一代新型電池技術(shù)未有突破前，多條技術(shù)路線仍是競爭關(guān)系。”上述業(yè)內(nèi)專家指出。
目前，全球動力電池產(chǎn)業(yè)已形成以中日韓三國為主的競爭格局。其中，我國鋰電池行業(yè)近年發(fā)展迅猛，在市場規(guī)模、技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)鏈完整度等多方面全球領(lǐng)先?；诖?，目前不少日韓及歐美國家企業(yè)試圖通過布局固態(tài)電池等下一代電池技術(shù)實現(xiàn)“換道超車”。
值得注意的是，雖然我國固態(tài)電池專利申請量增速居首，但受訪人士均指出，目前全固態(tài)電池固有問題未能解決，各國在該領(lǐng)域技術(shù)水平相差并不多，未來核心在于突破關(guān)鍵技術(shù)。
申長雨強調(diào)，未來，面對技術(shù)更新迭代和產(chǎn)業(yè)變革提速，依然需要加大創(chuàng)新投入力度，繼續(xù)在相關(guān)領(lǐng)域取得新突破新進展，持續(xù)提高產(chǎn)品附加值，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能新優(yōu)勢，培育更多新質(zhì)生產(chǎn)力。
在上述業(yè)內(nèi)專家看來，雖然我國在液態(tài)鋰電池領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，但日韓企業(yè)對下一代電池技術(shù)的研發(fā)實力不容小覷，我國應(yīng)持續(xù)加大研發(fā)力度，在技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)鏈布局、應(yīng)用場景、成本降低等多方面取得進一步突破。“同時，電池行業(yè)具有重資產(chǎn)屬性，且規(guī)模效應(yīng)較強，對電池企業(yè)尤其是二線電池企業(yè)而言，更應(yīng)注重下一代電池技術(shù)研發(fā)布局，爭取在下一代電池商業(yè)化來臨時可以與一線電池廠商競爭?！?記者 楊梓)
轉(zhuǎn)自：中國能源報
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