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5月31日,中國電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟召開新體系電池技術主題峰會,新能源電池領域學者和企業(yè)高層聚焦固態(tài)電池發(fā)展現(xiàn)狀、產業(yè)化應用探索和未來趨勢等展開了討論。有專家表示,目前我國固態(tài)電池技術處于產品導入前的萌芽階段,預計全固態(tài)電池在2027年可實現(xiàn)小規(guī)模示范裝車,2030年實現(xiàn)大規(guī)模量產裝車。
“固態(tài)電池安全性會逐步提高,目前認知還不全面,能否達到本質安全還需要從正極、負極等多個路徑進行充分驗證?!敝锌圃何锢硌芯克芯繂T李泓坦言,全固態(tài)電池成本過高、制作條件嚴苛、商品化屬性不足,也制約著當下固態(tài)電池快速發(fā)展。
技術難題亟待解決
“固態(tài)電池將助力交通電動化、能源清潔化,加速第三次能源革命?!痹谛麦w系電池技術主題峰會上,衛(wèi)藍新能源研發(fā)總監(jiān)徐航宇表示。
固態(tài)電池,是指只含有固態(tài)電解質,不含有液態(tài)電解質的動力鋰電池。業(yè)界根據(jù)液態(tài)電解質在電池材料中的質量百分比含量,將鋰電池分為液態(tài)電池(25%)、半固態(tài)電池(5%-10%)、準固態(tài)電池(0%-5%)和全固態(tài)電池(0%)。
相比液態(tài)電池,固態(tài)電池具備更高能量密度,優(yōu)化電池堆疊結構的Bipolar設計,不易燃、無泄露的更高安全性,以及大倍率快速充電的優(yōu)點。隨著新能源產業(yè)體量日益增長,固態(tài)電池的研發(fā)與應用成為了行業(yè)焦點。不過,新能源產業(yè)離實現(xiàn)全固態(tài)電池落地應用,還有一段距離。在新體系電池技術峰會上,多名專家表示,目前固態(tài)電池在技術上還有眾多難點待突破。
國軒高科首席科學家朱星寶全面概括了固態(tài)電池研發(fā)的優(yōu)勢和劣勢,他表示:“盡管固態(tài)電池具備高能量密度、高安全性和快速充放電的優(yōu)點,受到固態(tài)電解質、電極材料的固有性質限制,固態(tài)電池目前性能有限,固固界面點接觸,界面阻抗嚴重,產線兼容低,生產成本高?!?/p>
界面穩(wěn)定性是保證電池安全性的重要因素。
上海大學教授盧世剛則表示,全固態(tài)電池設計的難點主要是力學問題:“活性材料、固態(tài)電解質具有不同的力學性質,而活性材料在充放電過程中的力學性質隨組成、結構變化而改變,且活性材料在充放電過程中還發(fā)生體積變化,產生的應力誘發(fā)材料-界面-電極的變形、疲勞、斷裂等機械失效行為。固固界面致密化極其穩(wěn)定性問題的本質是固態(tài)電池的力學和力學-電化學耦合問題?!?/p>
市場前景廣闊
盡管技術突破難度高,峰會上多名學者和專家對固態(tài)電池的發(fā)展趨勢表示非常看好。面對新能源汽車產業(yè),朱星寶表示,未來動力電池的發(fā)展應該分為高比能量和高性價比兩條路線。許曉雄也表示:“高安全、高性能、低成本是鋰二次電池產業(yè)發(fā)展的必然趨勢,高性能要求主要包括高能量密度、高功率、長壽命?!?/p>
在低空經濟方面,合源鋰創(chuàng)董事長劉敏表示:“飛行汽車不同驅動系統(tǒng)對應不同動力需求,純電動系統(tǒng)對能量型電池具有更高的需求,混動系統(tǒng)對功率型電池具有更高的要求,具體體現(xiàn)在高倍率、高能量密度,其中倍率是主要需求?!?/p>
2027年被視為固態(tài)電池開始滿足規(guī)模化需求的關鍵一年。
在新能源汽車領域,深藍科技高級項目總監(jiān)周安健表示:“目前我國固態(tài)電池技術處于產品導入前的技術萌芽階段,在國家項目支持下全固態(tài)研發(fā)會提速,預計3-5年內或追趕上日韓水平,預計全固態(tài)在2027年可小規(guī)模示范裝車,2030實現(xiàn)大規(guī)模量產裝車?!蹦戏娇萍即髮W教授許曉雄則表示:“在低空飛行領域,無人機、JY飛行器、飛行汽車、電動飛機等,預計2027年開始有規(guī)?;枨??!?/p>
另外,根據(jù)媒體報道,我國或將投入約60億元用于全固態(tài)電池研發(fā),包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍新能源和吉利共六家企業(yè)或獲得政府基礎研發(fā)支持。中國證券報記者向吉利求證,吉利回應確認參與上述項目。
中信證券研報表示,若國家為車企和電池企業(yè)提供資金鼓勵全固態(tài)電池的研發(fā),固態(tài)電池從實驗室到量產應用的進程或有望加速,將優(yōu)先拉動上游設備商的訂單需求。目前國內頭部鋰電設備商與下游客戶合作積極進行固態(tài)電池設備的研發(fā),推動固態(tài)電池產業(yè)化進程,有望在固態(tài)電池時代仍保持領先優(yōu)勢??春迷谡咧С窒?a href="http://www.kpdigitalstrategy.com/">固態(tài)電池產業(yè)鏈快速發(fā)展。