固態(tài)電池技術(shù)加速導(dǎo)入，新能源商用車或迎新突破

時(shí)間:2024-04-25 17:52來(lái)源:中國(guó)汽車報(bào) 作者:李亞楠
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固態(tài)電池的“熱風(fēng)”，終于吹到了商用車領(lǐng)域。
 
近日，固態(tài)電池在商用車行業(yè)產(chǎn)業(yè)化提速的消息紛至沓來(lái)。先是一汽解放宣布與孚能科技共建戰(zhàn)略聯(lián)盟，雙方將攜手推廣半固態(tài)、固態(tài)電池商用車市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展；隨后，福田汽車在互動(dòng)平臺(tái)透露，其正在輕卡上展開半固態(tài)電池的技術(shù)研發(fā)與搭載測(cè)試。
 
那么，固態(tài)電池在商用車領(lǐng)域應(yīng)用前景究竟如何？
 
優(yōu)勢(shì)不小 帶動(dòng)新能源商用車技術(shù)升級(jí)    
 
動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的硬件“心臟”，其技術(shù)每一次創(chuàng)新與突破，都能引發(fā)行業(yè)格局的重大變化。目前，新能源汽車動(dòng)力電池市場(chǎng)主要以液體鋰電解質(zhì)電池為主，經(jīng)過多年技術(shù)開發(fā)，其潛力被深度挖掘，關(guān)鍵材料性能均已接近理論極限，但仍難以滿足用戶日益增長(zhǎng)的高性能需求。
 
在此背景下，市場(chǎng)迫切期待電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)革命性突破。經(jīng)過行業(yè)和相關(guān)企業(yè)的不懈探索，固態(tài)電池逐漸嶄露頭角，被視為鋰離子電池升級(jí)的重要方向。中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高曾公開表示，全固態(tài)電池是下一代電池的首選方案之一，也是下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn)。
 
固態(tài)電池之所以被全行業(yè)寄予厚望，甚至被視為動(dòng)力電池的終極解決方案，主要是因?yàn)槠鋼碛凶吭降男阅軆?yōu)勢(shì)，理論上能夠完美規(guī)避液態(tài)電池的所有痛點(diǎn)。
 
首先是高安全性。與傳統(tǒng)鋰離子電池使用的液態(tài)電解質(zhì)不同，固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)來(lái)傳導(dǎo)離子，不含易燃易爆、易揮發(fā)等成分，從根本上解決了液態(tài)電池的關(guān)鍵安全隱患；其次是高能量密度。固態(tài)電解質(zhì)更穩(wěn)定、電化學(xué)窗口更高，可以與更高能正、負(fù)極活性材料相匹配，從而顯著提升能量密度，理論上限可達(dá)500Wh/kg，遠(yuǎn)高于液態(tài)電池的350Wh/kg。另外，全固態(tài)電池的適用溫度范圍更廣，續(xù)駛能力幾乎不會(huì)因環(huán)境溫度變化而受到影響。
 
作為一種新型電池技術(shù)，固態(tài)電池順應(yīng)了鋰電池追求更高性能及安全性的發(fā)展趨勢(shì)，且具有充電速度快、循環(huán)性能好等諸多優(yōu)勢(shì)，不僅有望在乘用車領(lǐng)域開辟新的發(fā)展空間，更與新能源商用車對(duì)高性能電池的迫切需求高度契合。
 
對(duì)此，有業(yè)內(nèi)專家指出，相比乘用車，商用車產(chǎn)品類型多、場(chǎng)景豐富、工況復(fù)雜，對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)的創(chuàng)新要求更高，除了要滿足高安全性、長(zhǎng)續(xù)駛里程等基本需求外，還需具備補(bǔ)能快、寬溫域、低能耗、動(dòng)力強(qiáng)勁及自重輕等特點(diǎn)。固態(tài)電池以其出色的性能指標(biāo)，有望更好地解決行業(yè)當(dāng)前存在的痛點(diǎn)，為新能源商用車技術(shù)發(fā)展提供新思路。
 
一汽解放相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池，固態(tài)電池在充能速度、能量密度、安全性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。近期，多家商用車企業(yè)開展半固態(tài)及固態(tài)電池的研發(fā)與測(cè)試，無(wú)疑將推動(dòng)新能源商用車技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，進(jìn)而助推商用車加速向電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。
 
難度不小 量產(chǎn)應(yīng)用仍面臨多方掣肘    
 
如今，固態(tài)電池已成為全球動(dòng)力電池領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈正積極部署，不僅加快固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度，還將其裝車量產(chǎn)提上議程。展望未來(lái)，固態(tài)電池的發(fā)展前景無(wú)疑值得期待。
據(jù)業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2024年全球固態(tài)電池（含半固態(tài)電池）需求量預(yù)計(jì)達(dá)到2.3GWh；到2030年有望增長(zhǎng)至220GWh。在此期間，年均復(fù)合增速預(yù)計(jì)高達(dá)114％，對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模也將大幅提升，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到19.5億元，2030年將攀升至1162.3億元。
 
隨著更多投產(chǎn)項(xiàng)目的推進(jìn)及合作的深化，固態(tài)電池在商用車領(lǐng)域的重要性將日益凸顯。不過，就當(dāng)前情況來(lái)看，固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程仍需一定時(shí)間，實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用尚需克服諸多難題。
 
“近年來(lái)，固態(tài)電池的創(chuàng)新研發(fā)取得令人矚目的成果，行業(yè)內(nèi)也掀起一股量產(chǎn)裝車的熱潮，充分顯示出其產(chǎn)業(yè)化提速的趨勢(shì)。但同時(shí)也應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到，目前裝車應(yīng)用的多為半固態(tài)電池，且仍處于樣車或小批量示范運(yùn)營(yíng)階段，全固態(tài)電池尚未實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)應(yīng)用的跨越。”車夫咨詢合伙人曹廣平告訴記者，盡管固態(tài)電池具有電解質(zhì)薄、能量密度高等優(yōu)勢(shì)，但在界面阻抗、電池壽命、膨脹特性、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品價(jià)格等方面仍需逐步突破，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的可能性相對(duì)較小。
 
據(jù)介紹，從液態(tài)電池向半固態(tài)、全固態(tài)電池轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵在于電解質(zhì)的革新，這從技術(shù)、成本和制造工藝等角度來(lái)看，都是極具挑戰(zhàn)的。在技術(shù)層面，固態(tài)電解質(zhì)面臨的離子輸運(yùn)機(jī)制、鋰枝晶生長(zhǎng)機(jī)制以及多場(chǎng)耦合下的失效失控機(jī)制等核心問題亟待解決。同時(shí)，對(duì)于具有生產(chǎn)工具屬性的商用車來(lái)說，固態(tài)電池的充電速度和循環(huán)壽命也需進(jìn)一步提升；在成本方面，由于制造過程需使用高純度材料和先進(jìn)工藝，且制程復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高企，這在一定程度上限制了固態(tài)電池的量產(chǎn)。此外，固態(tài)電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈的配套尚不完善，回收利用問題同樣亟待解決。
 
由此可見，固態(tài)電池在商用車乃至整個(gè)汽車領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，這要求相關(guān)企業(yè)持續(xù)加大技術(shù)研發(fā)力度，努力降低生產(chǎn)成本。根據(jù)主流車企和電池廠商的時(shí)間規(guī)劃，固態(tài)電池量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)大致在2030年左右。但目前來(lái)看，固態(tài)電池未來(lái)的量產(chǎn)進(jìn)度仍充滿不確定性，能否如期實(shí)現(xiàn)商業(yè)化尚難預(yù)測(cè)。在這種情況下，半固態(tài)電池作為液態(tài)電池向全固態(tài)電池過渡的中間產(chǎn)品，正成為企業(yè)競(jìng)相布局的焦點(diǎn)，并有望率先在商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
商用車新能源技術(shù)路徑趨于多元化    
 
作為新興的動(dòng)力電池選擇，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化落地尚需時(shí)間的積累與沉淀。盡管距離達(dá)成終極目標(biāo)仍“道阻且長(zhǎng)”，但隨著技術(shù)不斷突破和成本逐步降低，固態(tài)電池的普及應(yīng)用終將“行則將至”。
屆時(shí)，新能源商用車的續(xù)駛里程有望得到顯著提升，同時(shí)充電速度更快，安全性更高，使用壽命也將大幅延長(zhǎng)。這一變革將為新能源商用車行業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，推動(dòng)商用車電動(dòng)化從傳統(tǒng)液體電池逐步邁向固態(tài)電池的新時(shí)代。與此同時(shí)，商用車行業(yè)現(xiàn)有的多元化動(dòng)力、燃料解決方案也將并存共進(jìn)，共同助力商用車行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
 
如今，眾多企業(yè)紛紛加快在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局，接下來(lái)的動(dòng)力電池“搶灘登陸戰(zhàn)”將會(huì)變得愈發(fā)激烈。而商用車作為汽車新能源化的重要一環(huán)，產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)更應(yīng)抓住新一輪機(jī)遇，積極推動(dòng)固態(tài)電池的研發(fā)與商業(yè)化進(jìn)程。
 
此次，一汽解放與福田汽車的積極嘗試，正是探索商用車電動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)縮影。雙方將充分發(fā)揮在技術(shù)、市場(chǎng)等方面的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)固態(tài)電池在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用，為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。鑒于目前半固態(tài)電池已初步取得成果優(yōu)勢(shì)，未來(lái)或?qū)⒂懈嗥髽I(yè)迎難而上，勇攀全固態(tài)電池技術(shù)的“珠峰”，為新能源商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)更多助力。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 固態(tài)電池 新能源商用車
作者：李亞楠 ，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://jzr14e.cn/wenshuo/sc/2024042543703.html
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