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全固态渐成电池发展趋势

日期:2024-05-22    来源:中国能源报  作者:林水静

国际储能网

2024
05/22
10:37
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关键词: 全固态电池 宁德时代 亿纬锂能

近年来,固态电池作为一种高安全、高能量密度与高循环寿命的新型锂离子电池技术路线受到业内关注。随着技术与市场的发展,全固态逐渐成为当下企业抢占未来动力电池技术领域先机的新“赛点”。

研究提上日程

因与传统液态电池生产工艺匹配度较高,近几年,国内半固态电池迎来较快发展。宁德时代亿纬锂能、国轩高科、太蓝新能源等众多电池企业布局技术研发,近期发布的智己L6搭载半固态电池成功上市,此外还有不少产业链上下游企业入局。例如,华友钴业近日新增“固态电池”概念,表示与多家下游客户正在合作开发固态与半固体电池正极材料,并已实现十吨级批量出货;翔丰华在2023年度业绩说明会上表示,公司储备有可用于固态电池的负极材料生产技术,具备产业化基本条件,同时也正在配合下游厂商针对固态电池开展合作……

不过,伊维经济研究院研究部总经理、中国电池产业研究院院长吴辉告诉记者,因半固态电池中仍含有电解液,其能量密度还未达到理想状态,安全性也只是有所提升。“未来要实现动力电池的高能量密度、高安全,最终还是要往全固态方向走。”

上海交通大学溥渊未来技术学院教授薄首行对记者表示,与两年前不同,目前国内很多半固态电池都已进入小范围装车应用阶段。“国内一些新兴公司和此前已布局半固态电池的企业,已着手开始研究全固态电池。行业发展呈现新趋势。”

记者梳理发现,宁德时代首席科学家吴凯近日公开表示,该公司全固态电池有望2027年小批量生产;广汽埃安4月发布全固态电池技术,并宣布将于2026年量产装车;太蓝新能源也宣布成功研发车规级全固态锂金属电池……多方努力下,全固态电池从实验室走向装车似乎成为可能。

仍存系列挑战

尽管如今国内半固态电池已取得系列进展,但并不意味着全固态电池装车已“唾手可得”。

“事实上,真正的全固态电池还是新赛道。”薄首行解释,“当前的半固态电池叫半液态电池更为贴切,大部分只是减少了液体含量,与传统的液态电解液锂电池的工艺匹配度极高。而全固态电池很可能采取完全不同的技术方案,这是接下来国内发展全固态电池所要面临的新挑战。”

薄首行举例表示,全固态电池与液态电池不同,传统液态电池在常温常压下就可正常工作,全固态电池则可能要达到10兆帕压力才能保证在室温条件下完成正常充放电循环。“这压力相当于一个手指甲盖承受100公斤的重量。平常使用的手机、电脑等电池,顶多是外包装给它施加一点压力,非常接近大气压甚至比大气压还小很多。因此,全固态电池如何降压力还是个难题。”

与此同时,制造与成本是新技术避不开的话题。“从现有制造基础来看,半固态电池生产所需改造的生产条件较少,因此发展较快。而全固态电池因技术更新难度提升,可能一半以上的生产线需要换新,当前还缺少标准化的生产设备。同时,因制造工艺的众多不同,如何解决制造可靠性、提升良品率,这是半固态电池还未解决的难题,全固态电池要想实现量产装车,还需逐步攻克这些难点。”薄首行进一步表示。

已成全球趋势

当前,全球竞相追逐全固态电池技术路线,丰田、宝马、大众、福特等车企均公布了自己的全固态电池时间线,大部分投产时间定于2025年,量产时间定于2030年左右。各企业争先量产预示着全固态电池的发展已成趋势。

不过,吴辉表示:“目前,国内外全固态电池均未实现产业化,全固态电池在技术阶段还将有很长的一段路要走。”

薄首行认为,短期内,半固态电池仍将是发展的主力。“未来,全固态电池与半固态电池或将面向不同的应用场景、不同的成本和性能要求而长期共存。”

“全固态电池发展要把高校和企业的创新动力都利用起来。因为在整个产业化过程中,科学与工程的问题是并存的,有些事是企业擅长做,有些事可能高校更擅长,如何把两者更好结合以促成产教融合的创新是关键。”薄首行建议。


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