“(全)固態電池(可能)將是乙個'霹靂',一旦(量產)出來,我們目前的很多產能將立即成為巨大的'負擔'。 ”今年1月初,在電池中國網舉辦的Li+Society活動中,梁銳,欣旺達副總裁說。
梁銳還表示,“目前,中國新能源產業在國際上已經形成了自己的競爭優勢,但日韓企業一直在追趕。 最近,很明顯,(全)固態電池可能是我們必須處理的問題“危機”。如果我們能實現突破,就能保持新能源產業的優勢,繼續在世界上有發言權。 相反,如果(全)固態電池被其他國家的公司超越,我們可能會失去部分新能源市場。 ”
實際上固態電池(包括半固態電池、冷凝電池、凝膠電池、全固態電池等電池型別)。技術路線的發展一直存在爭議。 儘管全固態電池因其高能量密度、安全性等多重優勢而被視為未來動力電池的終極形態,但研發面臨一系列科學問題,導致業界對全固態電池的質疑無休止。
其中,“全固態電池將如何產業化”和“何時實現產業化”。等問題成為業內討論的焦點。
最近歐陽明高,中國科學院院士、清華大學教授表示法全固態電池與液態電池相比,它是下一代電池技術競爭的關鍵制高點顛覆性技術潛力。從整個行業的角度來看,中國不僅要發展漸近的半固態技術路線,還要防範激進的全固態技術路線帶來的顛覆性風險。
同時,根據歐陽明高的預測,全固態電池有望在2030年實現產業化。
值得注意的是,無論是質疑還是肯定,固態電池都成為全球龍頭企業的“重注”賽道,卡片布局成為眾多企業的選擇。 2024年初以來,全球固態電池領域動作頻頻,備受業界高度關注。
全球固態電池研發“攻勢”。
2024年1月2日,日本電池公司麥克賽爾宣布,已成功開發出新型圓柱形全固態電池(無動力型)。
1月4日,大眾汽車集團旗下電池子公司Powerco宣布,已完成Quantumscape固態電池的耐久性測試,稱未來可為電動汽車提供動力,續航50萬公里後電池壽命幾乎不會衰減。
據市場訊息人士透露,大眾汽車集團也在與法國Bollore集團的子公司Blue Solutions討論固態電池在汽車中的應用。 Blue Solutions已經在為戴姆勒的電動客車生產固態電池。
1月16日,美國全固態電池公司Solid Power宣布,已與南韓SK On公司達成研發許可、產線安裝、電解液**三項合作協議。 據Solid Power稱,除了為SK On在南韓的工廠進行技術研發和安裝固態生產線外,Solid Power還將成為SK On硫化物固態電解質的主要供應商。
據觀察,目前,在固態電池技術路線的選擇上,國外企業主要採用全固態電池,國內企業與固液混合電池和全固態電池並行。 目前,國內部分車企固態電池的應用進展如下:
資料顯示,國產上汽和蔚來預計將在2024年量產配備半固態電池組的車型,長安和廣汽也計畫在2025-2026年推出自己的半固態電池車型; 豐田、本田、現代、梅赫西迪-賓士等海外車企紛紛布局全固態電池,大多計畫在2025年至2030年量產相關車型。
在全球範圍內,除了布局的車企,包括:寧德時代、億緯鋰能、蔚藍新能源、青島能源、贛鋒鋰業、蜂窩能源、國軒高科、富能科技、LG新能源、SK On等領先的電池公司正在開展固態電池技術的研發和產業化。
在國內企業中,EVE、SVOLT Energy等公司在全固態電池研發進度上處於領先地位; 富能科技、青島能源、蔚藍新能源、贛鋒鋰電半固態電池產品陸續上載;多家廠商已具備半固態電池產品的量產能力。
2023年8月,青島能源完成與上汽集團聯合研發的第一代半固態電池的載荷測試,測試車輛最大續航里程1083公里,將於今年在上汽智己汽車平台上量產。 該公司計畫在2027年實現第三代全固態電池的量產。
富能科技於2023年11月宣布,搭載其半固態電池的遠航Y6,這是大運集團的豪華新能源車型,正式下線。 富能科技表示,其半固態電池已在多個品牌車型上實現。
2023年12月,SVOLT推出了一款稜柱形半固態電池,一種新的第二代果凍電池。 SVOLT還透露,正在就新的第二代果凍電池進行100億級合作談判。
近日,欣旺達也在投資者互動平台表示,自2020年以來,在固態電池材料、電極和電芯結構以及介面改性等方面布局了相關專利,目前擁有10多項固態電池相關核心專利。 同時,其固態電池產品正處於實驗室研發階段,未來將根據客戶需求量產。
還固態電池的產業化並非易事。業內分析人士指出,“半固態是將電解液含量從1逐漸降低到0,但全固態電池完全去除了電解液,整個系統發生變化,固固(固態電極和固態電解質)介面等各種問題必須徹底解決。 ”
事實上,從2008年開始研發全固態電池的豐田,已經將其全固態電池的預計量產時間從原來的2027年推遲到2030年以後,這也證明了全固態電池的開發難度大,不容小覷。
固態電池需求將顛覆鋰電池傳統的上游格局
市場方面,粗略統計,2023年國內半固態電池出貨量將達到GWh水平。 國信**預測,全球固態電池(含半固態電池)需求量或將達到23GWh,市場空間約195億元。 預計到2030年,全球對固態電池的需求將達到220GWh,2024-2030年平均復合增長率可能達到114%; 市場空間有望達到11623億元,2024年至2030年平均復合增長率約為98%。
在電池中國看來,固態電池長期市場需求較高,固態電池尤其是全固態電池的研發,實現產業化,不僅需要產業鏈上下游的深度合作,也會給上下游帶來顛覆性的挑戰和機遇
首先是電解質領域、硫化物、聚合物、氧化物、鹵化物等多技術路線並行,目前,已有很多企業布局硫化物路線。 在各種技術路線的研發驗證過程中,在固固介面接觸、介面反應機理和穩定性、導電性、製造工藝等方面存在很多技術難點,甚至需要與正極材料聯合研發驗證。
二是陰極場目前,硫化物全固態電池用高鎳三元正極材料等關鍵材料成為正極材料企業研發的重點,並部署了當盛科技、榮柏科技等龍頭企業。 未來將從高鎳三元公升級為高壓高鎳三元和超高鎳三元,進而公升級為尖晶石鎳錳氧化物和層狀富鋰鹼等新型正極材料。
三是負極領域能量密度較高的矽基負極是現階段潛力較大的新型負極材料,已布局了杉杉科技、貝特瑞、向風華等龍頭企業,部分企業樣品已進入客戶測試階段。 未來,全固態電池的負極可能會向鋰金屬方向迭代。
四、隔膜領域雖然半固態電池仍需從傳統隔膜公升級為氧化物塗層隔膜,但在未來全固態電池時代,隔膜將在固固介面的影響下逐漸消失。
五、裝備領域隨著固態電池材料和電芯技術與工藝的創新,製造裝置也將發生翻天覆地的變化,創新的塗層和層壓方法將不可避免地需要新裝置的開發。
六、下游領域拓寬固態電池的應用場景將更有利於加快產業化程序。 例如,寧德時代的凝聚態電池將率先應用於飛機等領域。
目前,各國都處於固態電池技術和量產階段,中國產業鏈企業的優勢在於擁有全球最大的新能源汽車市場和龍頭企業,但仍需繼續提公升關鍵材料等產業鏈的研發和支撐能力。 從而打好成為汽車強國、保持世界領先地位的關鍵戰役。