寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱直言,“全固態(tài)
電池目前還有些核心問題亟待解決。如果豐田說現(xiàn)在能量產(chǎn)全固態(tài)
電池,我表示懷疑。目前全行業(yè)誰都不具備量產(chǎn)全固態(tài)電池的能力。至于到2027年能否量產(chǎn),作為技術(shù)人員,我也很難說得準(zhǔn)確。”
“充電10分鐘甚至更短,續(xù)航可達(dá)到1200公里。”隨著豐田汽車宣布其固態(tài)電池研究取得突破,固態(tài)電池近日熱度升溫,不斷刷屏。
7月14日,巴斯夫宣布與長三角物理研究中心在江蘇省溧陽市成立聯(lián)合研究中心,將重點(diǎn)關(guān)注固態(tài)電池和鈉離子電池。同日,德爾股份在回答投資者提問時(shí)表示目前正在積極推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)品測(cè)試的相關(guān)研發(fā)工作。
而就在幾天前,蔚來汽車更新用戶手冊(cè),全新ES6等在內(nèi)的6款車型手冊(cè)中都添加了關(guān)于150kWh電池包的信息,這也意味著蔚來汽車的半固態(tài)電池量產(chǎn)上市在即。
不過,發(fā)明10年的固態(tài)電池離量產(chǎn)仍很遙遠(yuǎn)。豐田汽車表示,預(yù)計(jì)在2027年至2028年逐步實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的規(guī)�;a(chǎn)。國內(nèi)同行對(duì)固態(tài)電池量產(chǎn)也沒有明確時(shí)間表。
而阻礙量產(chǎn)的一大問題是成本。
雖然如此,動(dòng)力電池向固態(tài)電池發(fā)展的方向已越來越清晰。真鋰研究首席分析師墨柯在接受新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示,單從能量密度提高方面來看,最具確定性的依然是鋰離子電池,但具體的技術(shù)方向以固態(tài)電池為主,固態(tài)電池的能量密度可以到400Wh/kg甚至更高。
車企與電池廠布局背后:固態(tài)電池優(yōu)勢(shì)在哪?
實(shí)際上,不只是豐田汽車在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局,和豐田汽車并稱為日系三巨頭的日產(chǎn)汽車和本田汽車也已發(fā)布固態(tài)電池的規(guī)劃。日產(chǎn)汽車計(jì)劃在2028年推出首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車型;本田汽車則規(guī)劃在2024年啟用固態(tài)電池的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線,所生產(chǎn)的電池將用于2020年代后半期推出的車型,該生產(chǎn)線的投資將達(dá)到430億日元。
此外,寶馬集團(tuán)也提出計(jì)劃2025年前推出全固態(tài)電池原型車,2030年應(yīng)用于量產(chǎn)車。
而國內(nèi)很多企業(yè)將半固態(tài)電池作為固態(tài)電池的切入點(diǎn),如上汽集團(tuán)與清陶能源合作研發(fā)半固態(tài)電池,預(yù)計(jì)2023年推出半固態(tài)電池車型,2025年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn);東風(fēng)汽車2024年半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車;寧德時(shí)代雖未明確半固態(tài)電池和固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間點(diǎn),但也表示目前正在研發(fā)全固態(tài)電池。
而讓各家動(dòng)力電池廠和車企趨之若鶩的固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)在哪里?
固態(tài)電池和液態(tài)電池均為鋰電池的分支,主要差別在于電解質(zhì)的使用,兩者分別采用固態(tài)和液態(tài)電解質(zhì)材料。北京特億陽光新能源總裁祁海珅對(duì)新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者表示,鋰電最重要的追求是高能量密度、高安全性和高循環(huán)壽命,在這三重需求下,固態(tài)電池在目前來說是最好的發(fā)展路徑。
相比之下,全固態(tài)電池在降低電池起火和爆炸風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上可以選擇更高容量的正負(fù)極材料,有望將動(dòng)力電池的能量密度提高至500Wh/kg以上,較目前的水平接近翻番。祁海珅表示,鋰電行業(yè)最終還是要向固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展的,它的路徑應(yīng)該從目前的液態(tài)、固液混合到全固態(tài)電池。他進(jìn)一步表示,目前固態(tài)電池處于產(chǎn)業(yè)化前期,不同技術(shù)路線有不同的企業(yè)在跟進(jìn),核心問題是材料性能的改善。
突破與質(zhì)疑:固態(tài)電池量產(chǎn)難在哪?
對(duì)于豐田而言,固態(tài)電池是其在電動(dòng)汽車領(lǐng)域打翻身仗的主要希望。
日前,豐田汽車表示,其固態(tài)電池的研究取得突破,電池重量、體積和成本都將減半,充電10分鐘甚至更短,續(xù)航可達(dá)到1200公里。而按照豐田汽車透露的生產(chǎn)計(jì)劃,2025年前豐田的全固態(tài)電池將實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),首先搭載在混動(dòng)車型上;預(yù)計(jì)將在2027年開始為電動(dòng)汽車生產(chǎn)固態(tài)電池,在2027年至2028年逐步實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的規(guī)模化生產(chǎn),到2030年前豐田全固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)。
對(duì)此,業(yè)內(nèi)人士存有質(zhì)疑。寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱直言,“全固態(tài)電池目前還有些核心問題亟待解決。如果豐田說現(xiàn)在能量產(chǎn)全固態(tài)電池,我表示懷疑。目前全行業(yè)誰都不具備量產(chǎn)全固態(tài)電池的能力。至于到2027年能否量產(chǎn),作為技術(shù)人員,我也很難說得準(zhǔn)確。”
而對(duì)豐田提出的成本減半目標(biāo),吳凱認(rèn)為,電池成本減半其實(shí)很難做到,即使固態(tài)電池完全不需要電解液和隔膜,成本也降不了一半。
被質(zhì)疑的背后是固態(tài)電池本身存在亟待攻克的難題。汽車行業(yè)分析師張翔認(rèn)為,固態(tài)電池的發(fā)展有點(diǎn)慢,從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)有十多年了,但是一直沒有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
豐田汽車也曾在固態(tài)電池的量產(chǎn)上出現(xiàn)過跳票。2017年豐田汽車曾表示將在東京奧運(yùn)會(huì)上展示固態(tài)電池技術(shù),但因技術(shù)挑戰(zhàn),被迫推遲到2025年量產(chǎn);時(shí)至2021年又表示量產(chǎn)計(jì)劃推遲至2027年。
祁海珅進(jìn)一步表示,電池成本占比較高,車企布局電池能夠有效降低成本,掌握核心技術(shù),未來動(dòng)力電池企業(yè)或?qū)⒊蔀榇蟛糠周嚻蟛季值闹攸c(diǎn)。
但業(yè)內(nèi)認(rèn)為固態(tài)電池的量產(chǎn)仍存在很大難題。墨柯表示,目前豐田已生產(chǎn)出固態(tài)電池樣品并裝車測(cè)試,但可能仍存問題需要解決或者量產(chǎn)計(jì)劃還未搞定。有觀點(diǎn)認(rèn)為,固態(tài)電池目前仍面臨負(fù)極、電解液材料技術(shù)突破等問題,若要以金屬鋰應(yīng)用固態(tài)電池負(fù)極材料,還會(huì)面臨相當(dāng)?shù)某杀緣毫Α?/div>
祁海珅認(rèn)為,固態(tài)電池目前還面臨產(chǎn)業(yè)化、規(guī)�;y題。最主要的就是成本,固態(tài)電解質(zhì)目前用到的部分稀有金屬原材料價(jià)格較高,氧化物電解質(zhì)含鋯、硫化物電解質(zhì)含鍺,疊加為高能量密度使用的高活性正負(fù)極材料尚未成熟,固態(tài)電解質(zhì)和正負(fù)極成本較高。
其次,全固態(tài)對(duì)生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制、材料問題、工程化問題等也提出了更嚴(yán)苛的要求。祁海珅認(rèn)為 ,未來兩三年內(nèi)很難看到固態(tài)電池大批量生產(chǎn),其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍有難度,但在一些特定區(qū)域的示范應(yīng)用或者小批量應(yīng)用短期內(nèi)還是可以實(shí)現(xiàn)的。
墨柯進(jìn)一步表示,動(dòng)力電池向固態(tài)電池發(fā)展的方向已經(jīng)越來越清晰,布局固態(tài)電池領(lǐng)域的企業(yè)和資本也在增加,而這顯然會(huì)加快固態(tài)電池技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。TrendForce發(fā)布的新能源車固態(tài)電池發(fā)展分析報(bào)告顯示,隨著車廠加速在固態(tài)電池的投資與研發(fā),搭配高活性正負(fù)極材料的全固態(tài)電池有望在2030年-2035年開始量產(chǎn)。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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