在剛剛過去的2022年底，關于固態(tài)電池的消息接踵而至。12月30日，相關公司表示，半固態(tài)電池已進入工程研發(fā)階段，2025年將用于整車。孚能科技透露，半固態(tài)產(chǎn)品已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和裝載。業(yè)內(nèi)專業(yè)人士指出，固態(tài)電池等新一代電池的競爭格局遠未形成，各市場主體仍有新的發(fā)展機遇。

 

固態(tài)電池的優(yōu)點

動力電池從早期的鉛酸電池，到鎳氫電池，再到目前主流的鋰電池，已經(jīng)走過了100多年的歷史，其中鋰電池只有十幾年的大規(guī)模發(fā)展。

近年來，隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，行業(yè)越來越意識到傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的局限性。例如，能量密度的上限較低，無法根除消費者的里程焦慮；整體電池質(zhì)量大；低溫運行不暢，高溫環(huán)境下存在安全隱患等，固態(tài)電池的呼聲越來越高。

 

 

從工作原理來看，固態(tài)電池與液態(tài)電池本質(zhì)上相同。兩者的核心區(qū)別在于電解質(zhì)的形式。目前主流的鋰電池主要包括四種主要材料，即正極材料、負極材料、電解質(zhì)和鋰電池隔膜。

因為電解質(zhì)是液體，所以它被稱為液體電池，而固態(tài)電池的電解質(zhì)是固體的，并且省略了隔膜。固態(tài)電池之所以被認為是下一代電池的方向之一，是因為它們在理論上完美地避免了液體電池的所有痛點。

 

● 首先，固態(tài)電池具有更高的能量密度。

● 其次，固態(tài)電池更安全。

● 此外，固態(tài)電池具有更寬的溫度范圍和更長的循環(huán)壽命。

 

固態(tài)電池仍需進一步研究

相關公司在動力電池領域動作頻頻。固態(tài)電池的出口似乎越來越近了。事實上，固態(tài)電池，尤其是全固態(tài)電池，現(xiàn)階段仍無法離開實驗室，大規(guī)模應用之路漫長而艱難。

衡量動力電池能否大規(guī)模生產(chǎn)，主要有能量密度、充放電率性能、成本、安全性和循環(huán)壽命等指標。動力電池的實驗室研究成果通?？梢栽谀硞€階段實現(xiàn)一項或多項指標的重大突破，但只有同時滿足所有指標，才能實現(xiàn)量產(chǎn)是極其困難的。

 

 

就固態(tài)電池目前的技術狀況而言，專家表示，目前還沒有一家公司展示出一種具有與液態(tài)鋰電池相媲美的綜合性能和成本的大容量固態(tài)動力電池。固態(tài)電池什么時候才能從實驗室出來？該行業(yè)正在爭取最早的落地時間。

擁有固態(tài)電池技術專利最多的豐田一再推遲固態(tài)電池的推出。計劃到2025年實現(xiàn)全固態(tài)電池的小規(guī)模量產(chǎn)，到2030年實現(xiàn)全固體電池的穩(wěn)定量產(chǎn)。根據(jù)主流車企和電池廠商的說法，固態(tài)電池的量產(chǎn)時間基本在2030年左右。隨著未來技術的進步，固態(tài)電池能否盡快大規(guī)模生產(chǎn)還有待觀察。

固態(tài)電池的量產(chǎn)進展難以預料，而半固態(tài)電池作為從液態(tài)電池向全固態(tài)電池過渡的中間產(chǎn)品，正成為相關公司關注的焦點。值得注意的是，半固態(tài)電池并不是顛覆性的創(chuàng)新。即使半固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化，也不會對現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池材料體系產(chǎn)生太大影響。

 

中國需要加快固態(tài)電池的發(fā)展

盡管固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)和應用難度大、時間長，但作為下一代電池的研究方向之一，中國的產(chǎn)業(yè)鏈應該引起重視。根據(jù)相關要求，到2025年和2030年，我國單個動力電池的能量密度需要分別達到400Wh/kg和500Wh/kg，這顯然超出了液體電池的容量。

目前，中國在傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池方面具有明顯的競爭優(yōu)勢，以CATL和比亞迪為首的動力電池制造商處于世界領先地位。在目前鋰電池技術的競爭條件下，歐美日韓已經(jīng)意識到難以超越中國，因此將希望寄托在下一代電池上，從而在汽車動力電池領域?qū)崿F(xiàn)變道超車。

 

 

自2017年以來，日本動員全國力量開發(fā)下一代電池，固態(tài)電池是主要方向之一。專家指出，在固態(tài)電池領域，日本領先中國五年。日本有一個大的國家計劃，而且分工也很詳細。中國目前對全固態(tài)電池的研發(fā)還處于碎片化階段，沒有完整的國家計劃來推進。

業(yè)內(nèi)專家認為，以固態(tài)動力電池為代表的新一代動力電池是未來重要的競爭領域，中國應該給予足夠的重視。當然，日本在研發(fā)和專利方面的優(yōu)勢并不一定意味著日本在固態(tài)電池領域的勝利。

一方面，我國目前對固態(tài)動力電池的研究并沒有落后。專業(yè)人士指出，中國在世界科學期刊上發(fā)表的與固態(tài)電池相關的文章數(shù)量居世界第一。另一方面，盡管日本在研發(fā)方面處于強勢地位，但考慮到中國擁有全球最大的新能源汽車市場，中國未來有望在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化方面實現(xiàn)趕超。