5月31日,中國電池產業創新聯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高層聚焦固態電池發展現狀、產業化應用探索和未來趨勢等展開了討論。有專家表示,目前我國固態電池技術處于產品導入前的萌芽階段,預計全固態電池在2027年可實現小規模示范裝車,2030年實現大規模量產裝車。
“固態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,也制約著當下固態電池快速發展。
技術難題亟待解決
“固態電池將助力交通電動化、能源清潔化,加速第三次能源革命。”在新體系電池技術主題峰會上,衛藍新能源研發總監徐航宇表示。
固態電池,是指只含有固態電解質,不含有液態電解質的動力鋰電池。業界根據液態電解質在電池材料中的質量百分比含量,將鋰電池分為液態電池(25%)、半固態電池(5%-10%)、準固態電池(0%-5%)和全固態電池(0%)。
相比液態電池,固態電池具備更高能量密度,優化電池堆疊結構的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點。隨著新能源產業體量日益增長,固態電池的研發與應用成為了行業焦點。不過,新能源產業離實現全固態電池落地應用,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電池研發的優勢和劣勢,他表示:“盡管固態電池具備高能量密度、高安全性和快速充放電的優點,受到固態電解質、電極材料的固有性質限制,固態電池目前性能有限,固固界面點接觸,界面阻抗嚴重,產線兼容低,生產成本高。”
界面穩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,全固態電池設計的難點主要是力學問題:“活性材料、固態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生體積變化,產生的應力誘發材料-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定性問題的本質是固態電池的力學和力學-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電池的發展趨勢表示非??春?。面對新能源汽車產業,朱星寶表示,未來動力電池的發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發展的必然趨勢,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,合源鋰創董事長劉敏表示:“飛行汽車不同驅動系統對應不同動力需求,純電動系統對能量型電池具有更高的需求,混動系統對功率型電池具有更高的要求,具體體現在高倍率、高能量密度,其中倍率是主要需求。”
2027年被視為固態電池開始滿足規?;枨蟮年P鍵一年。
在新能源汽車領域,深藍科技高級項目總監周安健表示:“目前我國固態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研發會提速,預計3-5年內或追趕上日韓水平,預計全固態在2027年可小規模示范裝車,2030實現大規模量產裝車?!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?;枨蟆!?/p>
另外,根據媒體報道,我國或將投入約60億元用于全固態電池研發,包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業或獲得政府基礎研發支持。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提供資金鼓勵全固態電池的研發,固態電池從實驗室到量產應用的進程或有望加速,將優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電池設備的研發,推動固態電池產業化進程,有望在固態電池時代仍保持領先優勢??春迷谡咧С窒?a href="http://www.jiajialian.cn/">固態電池產業鏈快速發展。