近來固態(tài)電池?zé)岫蕊j升,并成為資本市場寵兒。汽車行業(yè)企業(yè)陸續(xù)發(fā)布了其固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)展信息。固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正加速。傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國和汽車企業(yè)希望通過固態(tài)電池研究與產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)“換道超車”。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,全固態(tài)電池是下一代電池首選方案之一。中國科學(xué)院院士、南開大學(xué)副校長陳軍曾表示:“全固態(tài)電池已成為全球電池科技的競爭焦點(diǎn),以固態(tài)電池為核心的電動(dòng)汽車有可能改變未來產(chǎn)業(yè)布局。”目前,中國、韓國、日本、美國和歐盟等都在積極布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè),汽車企業(yè)和電池企業(yè)紛紛加入相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈角逐。
近10年來,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了長足進(jìn)步。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù),2013年,我國新能源汽車銷售17642輛。2023年,新能源汽車銷售949.5萬輛,市場占有率達(dá)到31.6%,連續(xù)9年位居全球第一;新能源汽車出口120.3萬輛。2024年1-5月,新能源汽車銷售389.5萬輛,市場占有率達(dá)到33.9%;新能源汽車出口51.9萬輛。
新能源汽車快速發(fā)展為包括固態(tài)電池在內(nèi)的動(dòng)力電池發(fā)展創(chuàng)造了新的戰(zhàn)略機(jī)遇。2023年,我國動(dòng)力電池產(chǎn)銷量分別達(dá)664.7GWh和616.3GWh;全球動(dòng)力電池裝車量706GWh,其中中國動(dòng)力電池裝車量387.7GWh。2024年6月14日,中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布了相關(guān)數(shù)據(jù):1-5月,我國動(dòng)力和其他電池銷量為310.4GWh,動(dòng)力電池裝車量160.5GWh。預(yù)計(jì),2024年全年動(dòng)力電池裝車需求將達(dá)527GWh。
近年來動(dòng)力電池在技術(shù)上快速發(fā)展并不斷升級(jí),隨之固態(tài)電池亦呼之欲出,但目前固態(tài)電池發(fā)展仍處于起步階段。
固態(tài)電池發(fā)展前景被廣泛看好,但業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還需要3-5年。目前,固態(tài)電池處于液態(tài)電池轉(zhuǎn)向半固態(tài)電池量產(chǎn)上線階段。中郵證券預(yù)計(jì),2030年我國固態(tài)電池出貨量將達(dá)251.1GWh,2030年市場空間有望達(dá)到200億元。
據(jù)2020年11月國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,到2025年,動(dòng)力電池等關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破。“開展正負(fù)極材料、電解液、隔膜、膜電極等關(guān)鍵核心技術(shù)研究,加強(qiáng)高強(qiáng)度、輕量化、高安全、低成本、長壽命的動(dòng)力電池和燃料電池系統(tǒng)短板技術(shù)攻關(guān),加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化?!边@是首次將固態(tài)電池研發(fā)納入國家戰(zhàn)略層面。
江淮汽車集團(tuán)原董事長左延安接受《汽車縱橫》采訪時(shí)表示,汽車行業(yè)有幾個(gè)大的課題值得思考,固態(tài)電池就是其中之一。在他看來,豐田汽車計(jì)劃2027年固態(tài)電池商品化,是很重要的節(jié)點(diǎn)。2024年4月,他公開表示,固態(tài)鋰電池有可能在2030年前后在我國實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);現(xiàn)在看到一些企業(yè)所宣稱的固態(tài)電池相關(guān)數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù),固態(tài)電池真正搭載在車輛上進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)行還要有一段時(shí)間。
“預(yù)計(jì)固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間在2028年到2030年?!敝袊噭?dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長董揚(yáng)接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說,“盡管業(yè)內(nèi)對(duì)固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間的說法已經(jīng)數(shù)次改變,但我認(rèn)為2028年到2030年這個(gè)時(shí)間點(diǎn)可能性比較大?!?/p>
東風(fēng)汽車集團(tuán)有限公司研發(fā)總院院長楊彥鼎接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說:“眾多電池廠和主機(jī)廠相繼在固態(tài)電池行業(yè)投入大量研發(fā)資源,促進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。固態(tài)電池的量產(chǎn)將沿著液態(tài)—半固態(tài)—全固態(tài)的技術(shù)發(fā)展階段逐步實(shí)現(xiàn),目前已有單位實(shí)現(xiàn)了半固態(tài)電池的規(guī)模生產(chǎn),預(yù)計(jì)2026年將實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池的量產(chǎn)。全固態(tài)電池仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。目前有部分高校和科研院所研發(fā)了小容量軟包全固態(tài)電池,但大容量電池還未驗(yàn)證,預(yù)計(jì)2030年前后可能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)?!?/p>
中國工程院外籍院士孫學(xué)良曾表示,全固態(tài)電池規(guī)?;慨a(chǎn)和應(yīng)用,窗口期在2025-2030年間。2023年11月,中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高表示,全固態(tài)電池預(yù)計(jì)2027-2030年可以產(chǎn)業(yè)化。2024年1月,歐陽明高再次表示,預(yù)計(jì)2030年左右全固態(tài)電池技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長劉彥龍?jiān)硎?,全固態(tài)電池在車輛上實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用要等到2030年左右。
從汽車行業(yè)企業(yè)來看,目前不少主機(jī)廠和電池企業(yè)發(fā)布了固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)路線圖,量產(chǎn)時(shí)間集中于2026-2030年。
東風(fēng)、長安、上汽、廣汽、比亞迪、吉利、長城等車企都在固態(tài)電池上布局。比如,2023年11月,長安汽車表示,對(duì)于半固態(tài)、固態(tài)電池,計(jì)劃不晚于2027年推動(dòng)重量能量密度達(dá)到350-500Wh/kg、體積能量密度達(dá)到750-1000Wh/L,并逐步量產(chǎn)應(yīng)用,2030年實(shí)現(xiàn)全面普及。11月,廣汽集團(tuán)宣布,固態(tài)電池取得突破性進(jìn)展,2026年將實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載。2024年5月,廣汽集團(tuán)表示,預(yù)計(jì)車規(guī)級(jí)全固態(tài)電池2026年首先搭載于昊鉑車型上。5月,上汽集團(tuán)表示,2025年底建成全固態(tài)電池產(chǎn)線,預(yù)計(jì)到2026年實(shí)現(xiàn)電池量產(chǎn)及樣車測試,旗下智己汽車計(jì)劃2027年推出搭載全固態(tài)電池的新車型。
寧德時(shí)代、國軒高科、贛鋒鋰業(yè)等電池企業(yè)在固態(tài)電池方面也動(dòng)作不斷。2024年4月,寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱表示,全固態(tài)電池的成熟度指標(biāo)若用1-9數(shù)字表示,寧德時(shí)代目前在4的水平,目標(biāo)是2027年到7-8的水平。預(yù)計(jì)到2027年寧德時(shí)代實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小批量生產(chǎn)。2024年5月,國軒高科發(fā)布了全固態(tài)電池金石電池,其能量密度達(dá)到350Wh/kg,預(yù)計(jì)2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小批量上車實(shí)驗(yàn),2030年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。衛(wèi)藍(lán)新能源表示,預(yù)計(jì)到2026年底實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。欣旺達(dá)表示,計(jì)劃2026年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。
東風(fēng)汽車集團(tuán)研發(fā)總院院長楊彥鼎接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說:“固態(tài)電池當(dāng)前成本偏高,縮小傳統(tǒng)液態(tài)電池和固態(tài)電池之間的成本差距是實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的關(guān)鍵。固態(tài)電池成本較高的原因:一是包括固態(tài)電解質(zhì)和更高理論容量的正/負(fù)極在內(nèi)的材料成本較高,二是產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)體系還不完善?!?/p>
從全球來看,日本、韓國在全固態(tài)電池布局方面早于中國。日本在《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》中提出,2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池商業(yè)化應(yīng)用。2023年10月,豐田汽車宣布,爭取2027年至2028年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池進(jìn)入實(shí)用化階段。豐田汽車社長佐藤恒治指出,2030年后全固態(tài)電池將達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)階段。不過,早在2011年,豐田汽車曾宣布2015~2020年期間推出固態(tài)電池。日產(chǎn)汽車研究部門副總裁土井和弘表示,日產(chǎn)首款采用固態(tài)電池技術(shù)的量產(chǎn)車型預(yù)計(jì)2028年推出。2024年3月,韓國三星SDI發(fā)布全固態(tài)電池量產(chǎn)規(guī)劃,預(yù)計(jì)2027年量產(chǎn)。SK On的目標(biāo)是2026年生產(chǎn)出原型產(chǎn)品,2028年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。美國的福特汽車曾表示,預(yù)計(jì)2026年推出搭載固態(tài)電池的車型。寶馬汽車計(jì)劃2025年前推出搭載基于Solid Power公司技術(shù)的全固態(tài)電池試驗(yàn)車,2030年前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
歐陽明高表示,目前全球固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)布局特點(diǎn)是,中國企業(yè)數(shù)量最多,日韓企業(yè)數(shù)量較少但實(shí)力較強(qiáng),美國基本是創(chuàng)業(yè)企業(yè),而歐洲主要是與美國創(chuàng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行合作等。據(jù)公開資料,截至2024年5月27日,從技術(shù)來源看,日本仍是全球固態(tài)電池領(lǐng)域?qū)@暾?qǐng)最多的國家,占全球?qū)@暾?qǐng)量的比例近40%,中國位居第二,占比約26.6%;從布局市場來看,中國是全球固態(tài)電池專利布局最多的市場,約占31.4%,而日本約占27%。中國憑借完整的汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈和市場規(guī)模優(yōu)勢,在固態(tài)電池領(lǐng)域創(chuàng)造出中國方案和中國路線值得期待。
不過,業(yè)內(nèi)也有人對(duì)固態(tài)電池發(fā)展有不同聲音,甚至覺得并不樂觀。
2024年5月27日,工信部發(fā)布了《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》(征求意見稿)。其中新標(biāo)準(zhǔn)做了系列修改,對(duì)磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鈉離子電池、鋰金屬電池等的安全性提出了更高要求。
而固態(tài)電池作為一種新型儲(chǔ)能技術(shù),被公認(rèn)為是新一代電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的主要路線。據(jù)公開資料,目前磷酸鐵鋰電池能量密度通常為100—160Wh/kg,三元鋰電池能量密度為150—350Wh/kg,而液態(tài)電池能量密度接近350Wh/kg,固態(tài)電池能量密度能達(dá)到400-900Wh/kg。歐陽明高認(rèn)為,“全固態(tài)電池具有技術(shù)顛覆的性能潛力”,有高安全性、高能量密度、高功率、溫度適應(yīng)性好、材料選擇范圍更廣等特點(diǎn)。楊彥鼎接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說:“相較于傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池,固態(tài)電池具有更高的安全性、能量密度和循環(huán)壽命。固態(tài)電池有望在未來實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用?!辈贿^,業(yè)內(nèi)對(duì)此也有不同聲音。
從技術(shù)路線而言,目前固態(tài)電池是多元并舉。楊彥鼎接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說:“固態(tài)電池技術(shù)路線主要有聚合物固態(tài)電池、氧化物固態(tài)電池和硫化物固態(tài)電池三種。此外,還有鹵化物等化學(xué)體系。”2024年3月,寧德時(shí)代董事長曾毓群也表示,目前固態(tài)電池主要有氧化物路線、硫化物路線和聚合物路線,大家都還在研究。
這些技術(shù)路線是根據(jù)固態(tài)電池電解質(zhì)的不同而劃分的,而且其各自存在優(yōu)缺點(diǎn)。據(jù)楊彥鼎介紹,聚合物固態(tài)電池具有易加工性和良好的界面相容性,但電導(dǎo)率較低,熱穩(wěn)定性較差;氧化物固態(tài)電池是熱穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性良好,但易脆裂、難成膜加工;硫化物固態(tài)電池具有良好的離子電導(dǎo)率和一定的柔性,但對(duì)濕度極度敏感,且與金屬鋰和三元正極的界面穩(wěn)定性較差,同時(shí)也有極高的制造難度。
現(xiàn)實(shí)中,固態(tài)電池技術(shù)路線呈現(xiàn)齊頭并進(jìn)發(fā)展態(tài)勢?!皢我患夹g(shù)路線不能解決固態(tài)電池的技術(shù)問題,可能需要采取多技術(shù)協(xié)調(diào)或復(fù)合路線,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能和環(huán)境細(xì)分,以發(fā)揮各自優(yōu)勢?!睏顝┒εe例說,東風(fēng)汽車采用聚合物+氧化物復(fù)合體系以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)——結(jié)合聚合物柔韌性、氧化物電解質(zhì)穩(wěn)定性和高強(qiáng)度,通過原位固態(tài)化工藝,減少液態(tài)電解質(zhì)含量,兼具安全性、能量密度和經(jīng)濟(jì)性,率先進(jìn)入量產(chǎn)階段。
歐陽明高也曾表示,全固態(tài)電池技術(shù)路徑并沒有實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一,對(duì)電解質(zhì)的研究、驗(yàn)證等還有很多工作要做。從全球固態(tài)電池技術(shù)路線而言,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,目前我國企業(yè)主要采用氧化物路線,日韓企業(yè)主要采用硫化物路線,歐美企業(yè)主要采用聚合物路線。但這并不是說企業(yè)在實(shí)踐中只采取單一技術(shù)路線。同時(shí),日本、韓國的企業(yè)在技術(shù)積累上有先發(fā)優(yōu)勢。
因此,董揚(yáng)接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說:“技術(shù)發(fā)展有自身規(guī)律,很多時(shí)候技術(shù)路線不是唯一的,多條技術(shù)路線探索是必要的。固態(tài)電池技術(shù)路線現(xiàn)在還沒有完全固定,還存在其他技術(shù)路線的可能性,所以要多種路線結(jié)合起來發(fā)展?!?/p>
同時(shí),根據(jù)液態(tài)電解質(zhì)在電池材料中的質(zhì)量百分比含量,有液態(tài)、混合固液和全固態(tài)等形態(tài)的動(dòng)力電池。其中,固態(tài)電池又可分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、全固態(tài)三種類型。據(jù)公開資料,液態(tài)電池、半固態(tài)電池和固態(tài)電池的液體含量(wt)分別為25%、5%-10%和0%。半固態(tài)電池是固液混合電解質(zhì)電池,被認(rèn)為是從液態(tài)到固態(tài)電池的過渡性產(chǎn)物,仍需要隔膜,而全固態(tài)電池不需要隔膜,目前全球全固態(tài)電池還處于研發(fā)和試制階段。歐陽明高指出,當(dāng)前國內(nèi)固態(tài)電池技術(shù)路線是多元化并以固液混合的半固態(tài)電池為主。他還提醒說:“從全行業(yè)看,中國既要發(fā)展?jié)u進(jìn)性的半固態(tài)技術(shù)路線,又要防范激進(jìn)型全固態(tài)技術(shù)路線帶來的顛覆性風(fēng)險(xiǎn)?!薄耙簯B(tài)電池的應(yīng)用周期至少還有20年。固態(tài)電池要想替代液態(tài)鋰離子電池50%的市場份額,至少需要20年~30年?!?/p>
盡管目前固態(tài)電池沒有大規(guī)模商業(yè)化,但業(yè)內(nèi)看好其市場價(jià)值和前景。國盛證券預(yù)測,2025年全球固態(tài)電池需求量為17.3GWh,到2030年全球固態(tài)電池需求量有望超過200GWh,2025年至2030年年復(fù)合增長率達(dá)65.8%。據(jù)SNE research報(bào)告,到2030年全球全固態(tài)電池供應(yīng)量從2025年開始的0.2GWh增加到131GWh,市場滲透率將達(dá)4%左右。
但從現(xiàn)實(shí)來看,半固態(tài)電池將率先量產(chǎn)商業(yè)化。據(jù)中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的數(shù)據(jù),2024年1-5月國內(nèi)半固態(tài)電池裝車量達(dá)1621.8MWh。有機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),截止2023年底,國內(nèi)半固態(tài)電池產(chǎn)能規(guī)劃累計(jì)超過298GWh,落地產(chǎn)能接15GWh,預(yù)計(jì)2024年(半)固態(tài)電池裝機(jī)總量將突破5GWh。
2024年6月8日,長安汽車先進(jìn)電池研究院副總經(jīng)理、深藍(lán)汽車科技有限公司動(dòng)力開發(fā)部副總經(jīng)理杜長虹表示,“2024年是中國半固態(tài)電池上車元年”。杜長虹認(rèn)為,固態(tài)電池發(fā)展經(jīng)歷材料開發(fā)、電芯開發(fā)、工程化、千輛級(jí)量產(chǎn)和萬輛級(jí)量產(chǎn)五個(gè)階段后可實(shí)現(xiàn)大批量商業(yè)化發(fā)展。在未來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi),全球新能源汽車市場上液態(tài)電池、固態(tài)電池和燃料電池將并行發(fā)展,現(xiàn)在很難說誰主沉浮。
目前已有不少汽車行業(yè)企業(yè)宣布半固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)裝車量產(chǎn)。比如,長安、廣汽、蔚來、賽力斯、哪吒等宣布了半固態(tài)電池裝車量產(chǎn)計(jì)劃。奔馳、大眾曾發(fā)布信息稱,2024-2026年將使用半固態(tài)電池。2024年5月,福田汽車表示,半固態(tài)電池已搭載在輕卡上進(jìn)行測試。寧德時(shí)代、清陶能源、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、億緯鋰能、國軒高科、比克電池、欣旺達(dá)、力神電池等也宣布了半固態(tài)電池上車計(jì)劃。
目前業(yè)內(nèi)企業(yè)采取了各種發(fā)展形式,有的企業(yè)自己研發(fā),有的企業(yè)相互合作研發(fā),有的主機(jī)廠采用電池企業(yè)研發(fā)的產(chǎn)品等。2023年12月,中國一汽、東風(fēng)汽車、長安汽車等27家單位在深圳組建了固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體。上汽入股清陶能源,還與寧德時(shí)代成立時(shí)代上汽與上汽時(shí)代兩家電池合資公司。蔚來資本、小米集團(tuán)、華為、國汽智聯(lián)、吉利控股等投資衛(wèi)藍(lán)新能源,而蔚來汽車采用衛(wèi)藍(lán)新能源的半固態(tài)電池。贛鋒鋰業(yè)為東風(fēng)風(fēng)神E70、嵐圖追光提供半固態(tài)電池。孚能科技的半固態(tài)電池搭載在大運(yùn)集團(tuán)的遠(yuǎn)航Y(jié)6上等。
但半固態(tài)電池在市場推廣方面也面臨諸多挑戰(zhàn)。歐陽明高提醒說,半固態(tài)電池的良品率、電池成本、充電倍率、循環(huán)壽命等問題還需要解決。
在固態(tài)電池方面,目前一些車企正積極開發(fā)并示范運(yùn)營。比如,目前東風(fēng)汽車已完成小批量固態(tài)電池整車開發(fā)、試制及運(yùn)營,并著眼于第二代、第三代固態(tài)電池研發(fā)。2024年4月,廣汽埃安旗下昊鉑品牌宣布昊鉑全固態(tài)電池即將亮相,將從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)應(yīng)用。最近,中國工程院院士孫逢春公開表示:“從技術(shù)角度來看,固態(tài)電池要想實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還是任重道遠(yuǎn)?!?/p>
從行業(yè)整體發(fā)展情況來看,固態(tài)電池尤其全固態(tài)電池商業(yè)化的確面臨著諸多挑戰(zhàn)。
董揚(yáng)接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說:“目前固態(tài)電池面臨的主要挑戰(zhàn)是成本和壽命。現(xiàn)在即使那些宣稱固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的企業(yè),也沒有確切地提出其材料配方,成本到底能降多少,或者性能能提高多少。現(xiàn)在我還沒有看到有文獻(xiàn)說做出來的固態(tài)電池能量密度高、快充倍率高、成本又低的情況,更多的是網(wǎng)上很多文章把多處的數(shù)字拼湊在一起?!?/p>
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,整體來看,技術(shù)和成本等仍是固態(tài)電池量產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化的主要挑戰(zhàn)。
從技術(shù)角度看,目前固態(tài)電池面臨材料技術(shù)、制備技術(shù)等不夠成熟的挑戰(zhàn)。
楊彥鼎接受《汽車縱橫》采訪時(shí)說:“多項(xiàng)固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)尚未突破,包括高離子電導(dǎo)率復(fù)合電解質(zhì)膜設(shè)計(jì)、高容量高效率正極、超薄高穩(wěn)定鋰金屬負(fù)極、電極/電解質(zhì)界面調(diào)控、電芯快充性能提升、電芯集成設(shè)計(jì)等?!彼ㄗh,需加大國家科技攻關(guān)支持力度,扶強(qiáng)不扶弱,鼓勵(lì)央企牽頭車規(guī)級(jí)固態(tài)電池國家項(xiàng)目,同時(shí)對(duì)固態(tài)電池研發(fā)企業(yè)給予國家補(bǔ)貼,以實(shí)現(xiàn)需求和龍頭的牽引。
2024年1月,歐陽明高接受媒體采訪時(shí)表示,全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍然面臨一系列科學(xué)難題,既需要從關(guān)鍵材料、界面、復(fù)合電極、單體電池等不同層面解決現(xiàn)有難題,也需要應(yīng)對(duì)全固態(tài)電池的工藝設(shè)備挑戰(zhàn)以及產(chǎn)業(yè)鏈挑戰(zhàn)。
從成本角度看,成本過高制約著固態(tài)電池商業(yè)化發(fā)展。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,一方面是原材料成本問題,比如鋰硫化物的價(jià)格是碳酸鋰的5-10倍左右,另一方面是全固態(tài)電池對(duì)生產(chǎn)環(huán)境與原材料純度的要求極高,對(duì)生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制提出了更嚴(yán)苛要求,生產(chǎn)設(shè)備替換率也更大。
0NugPf5SOjouYycgemC5Mw==“固態(tài)電池當(dāng)前成本偏高,縮小傳統(tǒng)液態(tài)電池和固態(tài)電池之間的成本差距是實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的關(guān)鍵。固態(tài)電池成本較高的原因:一是包括固態(tài)電解質(zhì)和更高理論容量的正/負(fù)極在內(nèi)的材料成本較高,二是產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)體系還不完善?!睏顝┒邮堋镀嚳v橫》采訪時(shí)說,“建議實(shí)施‘龍頭+產(chǎn)業(yè)鏈+集群’發(fā)展戰(zhàn)略,壯大固態(tài)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈條,引領(lǐng)能源裝備升級(jí),支持固態(tài)電池研發(fā)、落地項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)電池降本。同時(shí),從消費(fèi)端對(duì)固態(tài)鋰電池汽車給予財(cái)政扶持政策,引導(dǎo)和促進(jìn)固態(tài)鋰電池汽車消費(fèi),促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、規(guī)?;⒖沙掷m(xù)發(fā)展?!?/p>
蔚來總裁秦力洪曾表示,150kWh的固態(tài)電池包,其成本接近一輛蔚來ET5。若按這樣推算,蔚來研發(fā)的150kWh半固態(tài)電池裝車后的成本大概為25萬元左右,裝車前電池包的成本至少也在22萬元以上。而目前市場上通用的液態(tài)鋰離子電池成本大概占整車的30%-60%。
2024年4月,左延安公開表示,電池設(shè)計(jì)中,如果只追求單一性能指標(biāo),如安全性、能量密度、循環(huán)周期、充放電倍率等,相對(duì)容易實(shí)現(xiàn),但往往導(dǎo)致高成本。成本過高的電池如何能夠產(chǎn)業(yè)化?電池設(shè)計(jì)實(shí)際上是在多個(gè)性能指標(biāo)之間尋求平衡,以滿足產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。
但隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展,我們相信固態(tài)電池的成本問題將會(huì)逐步得到解決。2024年1月,歐陽明高就表示:“過去十年來,動(dòng)力電池能量密度提升3倍,成本下降80%以上?!鄙掀逄湛偨?jīng)理李崢曾表示,材料研發(fā)加工和規(guī)模工廠制造能力,能讓固態(tài)電池成本下降。清陶第二代固態(tài)電池液態(tài)電解質(zhì)小于5%,能量密度可達(dá)400-500Wh/kg,60%是更新設(shè)備,成本與液態(tài)鋰電池相比下降20%;第三代是全固態(tài)電池,采用固態(tài)電解質(zhì),能量密度大于500Wh/kg,70%是更新設(shè)備,成本與液態(tài)鋰電池相比下降40%。
我們相信,當(dāng)真正跨越了這些門檻后,固態(tài)電池商業(yè)化將迎來真正的春天。