固態(tài)電池量產(chǎn)道阻且長(zhǎng)

時(shí)間:2021-01-27 09:27來(lái)源:中國(guó)能源報(bào) 作者:楊梓
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　　在近日舉辦的蔚來(lái)Nio Day上，除了高調(diào)發(fā)布首款純電動(dòng)轎車(chē)蔚來(lái)eT7外，蔚來(lái)還發(fā)布了一款單體能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池產(chǎn)品。蔚來(lái)方面稱(chēng)，基于該能量密度的電池，蔚來(lái)eT7的NEDC續(xù)航里程可突破1000公里，并將于2022年四季度將該款固態(tài)電池裝配到旗下的量產(chǎn)車(chē)上。蔚來(lái)CEO李斌表示，“技術(shù)驗(yàn)證、小規(guī)模量產(chǎn)已經(jīng)都有了，車(chē)載大規(guī)模量產(chǎn)需要有人去啟動(dòng)，我們?nèi)嬖u(píng)估后，認(rèn)為能夠做到。”消息一出，迅速引發(fā)市場(chǎng)熱議。
 
　　“固態(tài)”實(shí)為“半固態(tài)”
 
　　行業(yè)熱議的焦點(diǎn)在于，固態(tài)電池究竟能否在2022年大規(guī)模商用。多位專(zhuān)家表示，固態(tài)電池大規(guī)模應(yīng)用要在2025年后，其中的技術(shù)與成本問(wèn)題仍待解決，不可能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
 
　　中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)馬小利表示，“固態(tài)電池的概念已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間了，但并沒(méi)有在市場(chǎng)上看到進(jìn)一步的擴(kuò)展應(yīng)用。”
 
　　國(guó)聯(lián)汽車(chē)動(dòng)力電池研究院董事長(zhǎng)熊柏青認(rèn)為，“全固態(tài)電池距商業(yè)化還很遠(yuǎn)，10年內(nèi)完全攻克全固態(tài)難度很大，5年內(nèi)更是沒(méi)戲。”
 
　　此外記者注意到，此次蔚來(lái)只是公布了70kWh和100kWh兩種三元鋰電池包的售價(jià)，而對(duì)于150kWh的固態(tài)電池版本則沒(méi)有給出價(jià)格，也未透露合作的電池供應(yīng)商。對(duì)此，有不少業(yè)內(nèi)人士質(zhì)疑蔚來(lái)150kWh固態(tài)電池產(chǎn)品是否只是營(yíng)銷(xiāo)噱頭。
 
　　此起彼伏的質(zhì)疑聲讓李斌對(duì)150kWh固態(tài)電池進(jìn)行了解釋說(shuō)明。他表示，蔚來(lái)采用的是半固態(tài)電池，內(nèi)部帶有少量液態(tài)電解液。“全固態(tài)電池的量產(chǎn)還很遠(yuǎn)，原因是目前固態(tài)電池的市場(chǎng)需求很低。”李斌坦言。
 
　　“雖然表述為固態(tài)電池，實(shí)際上是半固態(tài)電池，仍需使用電解液、隔膜。”蔚來(lái)汽車(chē)電池系統(tǒng)助理副總裁曾士哲解釋稱(chēng)。
 
　　從蔚來(lái)官方的描述來(lái)看，其采用的是“原位固化固液電解質(zhì)”，即本質(zhì)上是同時(shí)含有固態(tài)電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池。東吳證券發(fā)布的行業(yè)研究報(bào)告同樣指出，蔚來(lái)搭載的150kWh電池或?yàn)榘牍虘B(tài)電池，屬于液態(tài)至固態(tài)電池的過(guò)渡性技術(shù)。
 
　　成本過(guò)高阻礙產(chǎn)業(yè)化
 
　　此次關(guān)于固態(tài)電池的熱議，也反映出了業(yè)內(nèi)對(duì)于提升動(dòng)力電池性能的期待。
 
　　據(jù)了解，固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，其本質(zhì)上仍是鋰電池，僅是將電解液與隔膜替換為固態(tài)電池質(zhì)。但與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池具備更高的能量密度以及更強(qiáng)的安全性，同時(shí)能夠克服穩(wěn)定性差和充電效率低等問(wèn)題。
 
　　業(yè)內(nèi)專(zhuān)家普遍認(rèn)為，固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在安全性和能量密度提升上。全固態(tài)電池不含電解液，安全性較高。同時(shí)，固態(tài)電池使用鋰金屬負(fù)極可顯著提升能量密度，可將現(xiàn)有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。同時(shí)，固態(tài)電池可抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，使鋰金屬負(fù)極運(yùn)用成為可能，同時(shí)降低非活性物質(zhì)，可省去冷卻系統(tǒng)，也能夠提升能量密度。
 
　　但據(jù)了解，技術(shù)無(wú)法突破和成本過(guò)高始終是固態(tài)電池發(fā)展的痛點(diǎn)。
 
　　中科院一位不愿具名的固態(tài)電池專(zhuān)家表示，在電池循環(huán)過(guò)程中，固態(tài)電池的固界面容易接觸不良，導(dǎo)致固態(tài)電池量產(chǎn)難度加大，不能像鋰離子電池一樣迅速產(chǎn)業(yè)化。“像現(xiàn)在電導(dǎo)率最高的固態(tài)電池材料硫化物體系和鋰金屬負(fù)極、氧化物正極材料都不兼容穩(wěn)定。另外，固態(tài)電池制備工藝是全新的，沒(méi)有產(chǎn)業(yè)鏈，面對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)的缺失，固態(tài)電池生產(chǎn)成本比較高，產(chǎn)業(yè)化遠(yuǎn)未到來(lái)。”
 
　　有推算顯示，同樣采用石墨負(fù)極的固態(tài)電池總成本為158.8美元/kWh，比總成本為118.7美元/kWh的液態(tài)電池高出34%。
 
　　對(duì)于蔚來(lái)的半固態(tài)電池，中俄新能源材料技術(shù)研究院院長(zhǎng)王慶生認(rèn)為，半固態(tài)電池的應(yīng)用設(shè)計(jì)和材料技術(shù)仍需時(shí)間檢驗(yàn)。“產(chǎn)品技術(shù)不是做拼盤(pán)，需要科學(xué)理論的支撐和具體有效的工藝配合，我們要科學(xué)理性地面對(duì)技術(shù)和產(chǎn)品。”
 
　　未來(lái)電池企業(yè)“必爭(zhēng)之地”
 
　　但具備種種優(yōu)勢(shì)的固態(tài)電池仍被認(rèn)為是動(dòng)力電池的研究方向。中國(guó)工程院院士陳立泉近日表示，“新一代電池就是要發(fā)展固態(tài)電池，或逐漸過(guò)渡到全固態(tài)鋰電池。”
 
　　華安證券的行業(yè)研報(bào)顯示，盡管研發(fā)歷史悠久且困難重重，但由于固態(tài)電池出色的安全性能和高能量密度的潛力，仍在世界范圍內(nèi)被各種研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)廣泛研究。另外，固態(tài)電池已經(jīng)成為部分非傳統(tǒng)電池企業(yè)進(jìn)軍鋰電行業(yè)的重要突破口。
 
　　資料顯示，中日韓歐美共有53家企業(yè)布局研發(fā)固態(tài)電池。目前，豐田、日產(chǎn)雷諾、通用等車(chē)企都在加緊研發(fā)布局固態(tài)電池，而三星SDI、SKI、LG新能源、麻省固能、Quantum Scape等電池企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域也不斷取得新突破。國(guó)內(nèi)寧德時(shí)代、蜂巢能源、清陶能源、衛(wèi)藍(lán)新能源等企業(yè)均公開(kāi)表示正在開(kāi)發(fā)半固態(tài)電池。
 
　　市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)SNE Research的測(cè)算顯示，2030年全球固態(tài)電池需求有望接近500GWh，2025年固態(tài)電池全球市場(chǎng)空間有望達(dá)到60億元，而2025年我國(guó)固態(tài)電池市場(chǎng)空間有望達(dá)30億元，2030年將達(dá)到200億元。
 
　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，雖然當(dāng)下固態(tài)電池的技術(shù)水平和成本問(wèn)題都制約了其大規(guī)模商用化，但固態(tài)電池長(zhǎng)期看具備廣闊的前景，而且很可能成為未來(lái)的主流電池，或?qū)⑹俏磥?lái)企業(yè)的必爭(zhēng)之地。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 固態(tài)電池 電池量產(chǎn)
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