固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化提速 關(guān)鍵技術(shù)待突破

　　近日，江鈴集團新能源與孚能科技簽署固態(tài)電池戰(zhàn)略合作協(xié)議，致力于共同推動固態(tài)電池的研發(fā)、生產(chǎn)和市場應(yīng)用。

　　無獨有偶，不久前，長安汽車旗下安和基金則大舉投資了固態(tài)電池企業(yè)重慶太藍(lán)新能源有限公司。

　　大力推進(jìn)研發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)共識，在各方力量的推動下，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程開始全面提速。

　　中國企業(yè)積極布局

　　固態(tài)電池是指電池單體中只含有固體電極和固態(tài)電解質(zhì)，不含有任何液態(tài)電解質(zhì)、液態(tài)溶劑、液態(tài)添加劑的鋰二次電池。具有高安全性、高能量密度、高功率特性、好的溫度適應(yīng)性和材料選型范圍廣等優(yōu)勢。

　　業(yè)界普遍認(rèn)為，固態(tài)電池是鋰電池的終極形態(tài)，有望實現(xiàn)對液態(tài)鋰電池的完全替代。把握住先機的企業(yè)在未來的新能源汽車行業(yè)就擁有了話語權(quán)。因此，全行業(yè)都在全力推進(jìn)。

　　今年以來，包括寧德時代、蔚來、上汽智己、贛鋒鋰業(yè)、廣汽集團、比亞迪、一汽集團、吉利汽車等企業(yè)紛紛發(fā)布固態(tài)電池新產(chǎn)品或研發(fā)進(jìn)展。而在電池材料方面，多家企業(yè)宣布其研發(fā)的不同固態(tài)電解質(zhì)（固態(tài)電池的核心部分）已經(jīng)完成中試，實現(xiàn)小批量供貨階段。

　　按照液態(tài)電解質(zhì)含量逐步下降，固態(tài)電池的發(fā)展路徑大致可以分為半固態(tài)（5-10wt%）、準(zhǔn)固態(tài)（0-5wt%）、全固態(tài)（0wt%）等階段。目前已經(jīng)應(yīng)用的產(chǎn)品均是半固態(tài)電池，因其能夠最大程度的利用現(xiàn)有電池生產(chǎn)工藝和設(shè)備，生產(chǎn)難度和成本都處于可控范圍內(nèi)。

　　業(yè)界將2024年稱為半固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)的前夜。根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，2024年前五個月，國內(nèi)半固態(tài)電池裝車量達(dá)到1621.8MWh。

　　而全固態(tài)電池何時實現(xiàn)量產(chǎn)，中信證券研報指出，根據(jù)各大電池廠商官網(wǎng)披露的時間表，大部分電池廠商將在2027年左右實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)，考慮到實際工程進(jìn)度，預(yù)計各大電池廠商的中試產(chǎn)線將于2024年至2026年期間建設(shè)完成并運行。

　　仍存諸多挑戰(zhàn)

　　今年年初，中國全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺正式成立。作為該平臺的主要倡議者，中國科學(xué)院院士歐陽明高在同期舉行的論壇上表示，應(yīng)防范全固態(tài)電池可能對國內(nèi)鋰電池行業(yè)造成的技術(shù)顛覆。他認(rèn)為，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)。

　　日韓、美國、歐盟等主要國家和地區(qū)都已將全固態(tài)電池視為下一代電池技術(shù)競爭的關(guān)鍵制高點。

　　據(jù)了解，日本早在30年前就開始研發(fā)固態(tài)電池，韓國也與歐美企業(yè)合作，早早投入固態(tài)電池研發(fā)。中國在10年前啟動了固態(tài)電池的研發(fā)，雖然過去5年來中國在固態(tài)電池專利申請數(shù)量上增幅很快，但在專利總數(shù)上，仍落后于日韓。

　　目前，日本豐田是全球固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)的領(lǐng)跑者，擁有超過1000項相關(guān)專利。該企業(yè)去年對外宣布，最早到2027年，豐田就將向市場投放搭載全固態(tài)電池的電動汽車。

　　除了國外的競爭，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化本身也存在諸多挑戰(zhàn)。根據(jù)電解質(zhì)區(qū)分，全固態(tài)電池的技術(shù)路線主要包括聚合物、氧化物、硫化物三大類，目前均處于不完全成熟狀態(tài)，大都仍處于研究開發(fā)階段。比如，硫化物電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性、空氣穩(wěn)定性很差，批量生產(chǎn)很難；硅碳負(fù)極體積膨脹大、鋰負(fù)極還不成熟。

　　全球各大企業(yè)在技術(shù)路線選擇上也差異明顯，以豐田、日產(chǎn)、本田、LG、三星SDI為代表的日韓企業(yè)在硫化物技術(shù)路線布局較多，在我國電池廠商中，寧德時代與比亞迪也選擇了該技術(shù)路線；而歐美和國內(nèi)部分企業(yè)則以氧化物、聚合物路線為主。

　　此外，在生產(chǎn)工藝及成本方面也存在諸多需要克服的難點。據(jù)了解，目前全固態(tài)電池的制造成本是鋰離子電池的4-25倍。

　　而就我國全固態(tài)電池研發(fā)而言，歐陽明高表示，目前看認(rèn)識還不統(tǒng)一、力量比較分散、產(chǎn)學(xué)研不協(xié)調(diào)，需要聯(lián)合起來建立協(xié)同創(chuàng)新平臺，共同突破全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。（孫立彬）

　　轉(zhuǎn)自：中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報

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