全固態(tài)或是電池最高“段位”
產(chǎn)業(yè)財經(jīng)2024-10-29
固態(tài)電池近期涌現(xiàn)了一批階段性成果。在國內(nèi)，北京純鋰新能源科技公司投資建設(shè)的國內(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投資的美國固態(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450Wh/kg。
固態(tài)電池被廣泛認為是電池領(lǐng)域的下一代“革命性”產(chǎn)品，是現(xiàn)有動力電池體系潛在的“顛覆者”。正如高盛所說，固態(tài)電池等重大創(chuàng)新在未來幾年，可能會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)走出實驗室逐步“上車”，但大規(guī)模商用還任重道遠。
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、更長的循環(huán)壽命。對于車企來說，這是一個不可錯失的技術(shù)和機會。
無論寧德時代、比亞迪這樣的行業(yè)領(lǐng)頭羊，還是上汽集團、廣汽集團、蔚來汽車這樣的傳統(tǒng)車企和新勢力車企，再到豐田、大眾、奔馳等外資車企，想要在下一個十年實現(xiàn)領(lǐng)先“卡位”，固態(tài)電池是必爭之地。
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)進度方面取得顯著進展，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，這是寧德時代此前披露的時間表。寧德時代董事長曾毓群在9月舉辦的世界動力電池大會上透露，寧德時代在全固態(tài)電池研發(fā)方面已有七八年時間，一直試圖尋求突破。
奇瑞汽車10月宣布，計劃在2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池上車，2027年規(guī)模化量產(chǎn)，期望在下一階段實現(xiàn)新能源汽車領(lǐng)域的“逆襲”。
今年5月，上汽集團發(fā)布了固態(tài)電池時間表：2026年，全固態(tài)電池實現(xiàn)交付量產(chǎn)，能量密度超過400Wh/kg，是傳統(tǒng)動力電池的一倍以上;2027年，搭載全固態(tài)電池的智己新車實現(xiàn)量產(chǎn)交付。
“中國在全固態(tài)電池量產(chǎn)領(lǐng)域，最大的優(yōu)勢是產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場規(guī)模。我們有最完整的產(chǎn)業(yè)鏈、最大的市場、最多的研究人員。我們對全固態(tài)電池量產(chǎn)的中國方案和中國路線非常有信心。”上汽集團副總裁、總工程師祖似杰說。
廣汽集團董事長曾慶洪曾經(jīng)“抱怨”，從利潤看，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)電池能量密度達到400Wh/kg以上，較當前量產(chǎn)液態(tài)鋰離子電池能量密度提升50%以上，預(yù)計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，截至2024年9月末，國內(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)路線共性難點待破
“革命性”的經(jīng)濟價值、產(chǎn)業(yè)價值，讓固態(tài)電池成為全球產(chǎn)業(yè)競爭的焦點。歐美日韓企業(yè)對固態(tài)電池技術(shù)的期望更高更迫切，他們認為，絕不能浪費贏得下一個技術(shù)革命的機會。這些國家均在大力發(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)電池專利申請前5名企業(yè)有4家日本企業(yè)和1家韓國企業(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，其在固態(tài)電池領(lǐng)域的專利超過1300項，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“電池供應(yīng)保障計劃”提供高達約170億元人民幣的資金支持，推動本國電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。日本汽車分析人士說：“我們相信，固態(tài)電池將成為電動汽車的游戲規(guī)則改變者。”
當前，全固態(tài)電池呈現(xiàn)技術(shù)路線多元化態(tài)勢，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。
中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高是動力電池的權(quán)威專家，他認為，從技術(shù)研發(fā)節(jié)點上看，2025年至2030年，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)將重點攻關(guān)固態(tài)電解質(zhì);2030年至2035年，重點攻關(guān)高容量復合負極;2035年至2040年，重點攻關(guān)高容量復合正極。
從主要企業(yè)的研發(fā)和量產(chǎn)計劃來看，業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計，全固態(tài)電池有望于2027年實現(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)用于消費電子、航空航天和高端電動車市場，到2030年在動力電池和消費電池中的滲透率分別達到2%和10%。”東方證券報告指出。
產(chǎn)業(yè)化時間表逐步清晰
按照寧德時代的評估，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驗室、逐步開啟產(chǎn)業(yè)化驗證的階段。
長安汽車先進電池研究院副總經(jīng)理、深藍汽車動力開發(fā)副總經(jīng)理杜長虹認為，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年左右可以實現(xiàn)萬輛級的裝車;國內(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)先會在深空、深海、無人機等領(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)部負責人李進表示，從技術(shù)攻關(guān)進度來說，固態(tài)電池至少還需要2年時間。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到一定競爭力，特別是在高性能車上有一定競爭力，應(yīng)用規(guī)模將逐漸擴大。
值得一提的是，人工智能可能會成為固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化“加速器”，比如，24小時的黑燈實驗室、大算力計算平臺的應(yīng)用，將為全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化突破增加更多確定性。
來源：經(jīng)濟參考報記者 王鶴
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