隨著電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的迅猛發(fā)展 固態(tài)電池漸漸出現(xiàn)在大眾的視野中
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過(guò)去幾年,電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)發(fā)展迅猛,可“里程焦慮”、“自燃”等一系列問(wèn)題困擾著大多數(shù)消費(fèi)者,為了滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的更高能量密度、更安全技術(shù)發(fā)展的需求,固態(tài)電池漸漸出現(xiàn)在大眾的視野。
傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池不會(huì)成為動(dòng)力電池的終點(diǎn),而全固態(tài)電池取代液態(tài)電池成為主流是大勢(shì)所趨;液態(tài)鋰電池瓶頸在300Wh/kg左右,但是固態(tài)電池理論能量密度高達(dá)700Wh/kg,固態(tài)電池被認(rèn)為是未來(lái)電池技術(shù)最佳發(fā)展路線;可現(xiàn)階段液態(tài)電池技術(shù)已幾近瓶頸,很難得到突破,固態(tài)電池卻仍未能量產(chǎn)。
與液態(tài)電池相比,固態(tài)電池具有明顯的優(yōu)勢(shì),其安全、穩(wěn)定,且固態(tài)電解質(zhì)耐高溫,損壞后不易爆炸起火,因此,搭載全固態(tài)鋰電池的汽車(chē),自燃概率會(huì)大大降低。但由于成本高、產(chǎn)能低的因素,一直遲遲未得到普及。近幾年電動(dòng)汽車(chē)起火事件頻發(fā),讓社會(huì)各界關(guān)注其安全問(wèn)題的同時(shí),更催促著固態(tài)電池商業(yè)化加速落地。
作為全球“鋰電三巨頭”之一的日本,在動(dòng)力電池的發(fā)展上更為高瞻遠(yuǎn)矚,發(fā)展的重點(diǎn)放在固態(tài)電池上。據(jù)日媒報(bào)道,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)早在2018年就成立,日本部門(mén)企業(yè)及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)將于5年內(nèi)聯(lián)合研發(fā)下一代電動(dòng)汽車(chē)全固態(tài)鋰電池,力爭(zhēng)早日投入新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。據(jù)了解,該項(xiàng)目預(yù)計(jì)投資100億日元(約合5.8億元人民幣),由本田、豐田、日產(chǎn)、松下等23家汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè),以及京都大學(xué)、日本理化學(xué)研究所組成,預(yù)期2022年全面掌握全固態(tài)電池技術(shù)。
此外,更有消息宣稱(chēng),日本豐田將于今年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)上以某種形式展示全新的全固態(tài)鋰電池;消息是否空穴來(lái)風(fēng)我們未可知,但市面上關(guān)于固態(tài)電池的消息可謂魚(yú)龍混雜,事實(shí)卻真假難辨。
再看全球“鋰電三巨頭”的中國(guó),自幾年前開(kāi)始,發(fā)展固態(tài)電池的公司就如雨后春筍紛紛涌現(xiàn),多家上市公司爭(zhēng)相宣稱(chēng)將加快固態(tài)電池的布局,強(qiáng)如寧德時(shí)代、比亞迪等企業(yè)也紛紛在固態(tài)電池領(lǐng)域展開(kāi)行動(dòng),固態(tài)電池成為各企業(yè)的研究熱點(diǎn),更不泛一些企業(yè)宣布固態(tài)電池已投入生產(chǎn),試產(chǎn)、量產(chǎn)的“喜訊”一波接一波,當(dāng)真是亂花漸欲迷人眼,“固態(tài)熱潮”一時(shí)風(fēng)頭無(wú)兩。
2019年中下旬,據(jù)贛鋒鋰業(yè)旗下浙江鋒鋰新能源科技有限公司林久博士稱(chēng),贛鋒鋰業(yè)目前已經(jīng)涵蓋從混合固液電解質(zhì)動(dòng)力鋰電池到全固態(tài)鋰電池的研究開(kāi)發(fā)、中試和規(guī)模制造的能力。在產(chǎn)品布局上,將按照量產(chǎn)一代、研發(fā)一代、探索一代的路徑來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)備開(kāi)發(fā)。
而中國(guó)首條固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線也早于2018年在昆山清陶能源發(fā)展有限公司投產(chǎn),中國(guó)清陶(昆山)能源發(fā)展有限公司是一家從清華大學(xué)剝離出來(lái)的初創(chuàng)公司,是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展全固態(tài)鋰電池技術(shù)研發(fā)的團(tuán)隊(duì)之一,圍繞固態(tài)鋰電池研發(fā)所申報(bào)的專(zhuān)利近百項(xiàng);在2018年底舉行的第二屆鋰電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上已成功展示了其能量密度高達(dá)400Wh/kg的固態(tài)鋰電池商業(yè)化生產(chǎn)線;目前,由清陶最新開(kāi)發(fā)的新能源汽車(chē)固態(tài)鋰電池標(biāo)準(zhǔn)模組,已在北汽新能源等車(chē)企開(kāi)始測(cè)試。
2019年底的一次演講中,臺(tái)灣輝能科技業(yè)務(wù)處總監(jiān)鄭博倫表示,輝能將在2021年實(shí)行固態(tài)電池量產(chǎn),2023年全固態(tài)電池試產(chǎn),2024年達(dá)到全固態(tài)電池量產(chǎn)。
就在各大電池企業(yè)加緊布局固態(tài)電池之際,汽車(chē)零部件巨頭博世公司卻一反常態(tài),悄無(wú)聲息的放棄了曾經(jīng)制定固態(tài)電池的量產(chǎn)計(jì)劃;早在2017年12月時(shí),博世曾考慮斥資200億歐元投入固態(tài)電池量產(chǎn)計(jì)劃,并收購(gòu)固態(tài)電池的初創(chuàng)公司Seeo Inc,預(yù)期實(shí)現(xiàn)2030年200Gwh的電池產(chǎn)能;可時(shí)間還未過(guò)半年,2018年3月博世就宣布將放棄固態(tài)電池研發(fā)計(jì)劃,甚至出售他們購(gòu)買(mǎi)的固態(tài)電池初創(chuàng)公司Seeo Inc。2019年下旬,博世宣布與動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代建立長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。
當(dāng)下關(guān)于“固態(tài)電池”的傳聞不絕于耳,某某企業(yè)宣布固態(tài)電池“今年量產(chǎn)”、“碾壓寧德”等真真假假的新聞都來(lái)蹭熱度;一位寧德時(shí)代電池開(kāi)發(fā)負(fù)責(zé)人卻表示,寧德時(shí)代雖然已制作樣品,但是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)恐怕還要等到2030年。對(duì)比眾企的豪言壯語(yǔ),作為行業(yè)“獨(dú)角獸”存在的寧德時(shí)代卻顯得“謹(jǐn)言慎行”。
這一番言論不由讓人浮想聯(lián)翩,難道在固態(tài)電池技術(shù)上,寧德時(shí)代作為行業(yè)巨頭的優(yōu)勢(shì)已不復(fù)存在了?
當(dāng)然不是。其實(shí)某些企業(yè)說(shuō)近兩年固態(tài)電池達(dá)到量產(chǎn)的言論也許都沒(méi)錯(cuò),讓我們所誤解的差距,可能僅僅只是一場(chǎng)“文字游戲”,讓我們自以為在技術(shù)上風(fēng)馳電掣的完成了重大突破。
其實(shí)“固態(tài)電池”和“全固態(tài)電池”有一定差距,固態(tài)電池可以說(shuō)是動(dòng)力電池液態(tài)邁向全固態(tài)的“必經(jīng)之路”,傳統(tǒng)液態(tài)電池將在發(fā)展過(guò)程中漸漸減少液體的含量,從半固態(tài)電池到準(zhǔn)固態(tài)電池,最終邁向無(wú)液體的全固態(tài)電池。目前市面上公布即將量產(chǎn)的“固態(tài)電池”,不一定用的是全固態(tài)電解質(zhì),可能只是介于液態(tài)與固態(tài)之間的凝膠態(tài)電解質(zhì);而寧德時(shí)代潛心研究的“全固態(tài)電池”則是一種在工作溫度區(qū)間內(nèi)所使用的電極和電解質(zhì)材料均是固態(tài)的鋰電池,可以說(shuō)是電池的“終極目標(biāo)”。
眾所周知,全固態(tài)電池優(yōu)勢(shì)繁多,但想要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化并沒(méi)有那么容易,除去全固態(tài)電池低倍率、高電阻等因素外,成本過(guò)高是全固態(tài)電池的“軟肋”。對(duì)于眾研發(fā)企業(yè)來(lái)說(shuō),承載的壓力不小,不光有來(lái)自各國(guó)頂尖企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng),還要在滿(mǎn)足現(xiàn)有車(chē)型平臺(tái)開(kāi)發(fā)需求的基礎(chǔ)上,再往難度更大的研發(fā)方向前行,面對(duì)產(chǎn)品跟不上就有被替換的風(fēng)險(xiǎn),不少企業(yè)知難而退。
可市場(chǎng)不等人,固態(tài)電池已進(jìn)入“軍備競(jìng)賽”階段,如寧德時(shí)代、豐田、三星、大眾、本田、戴森、松下、西門(mén)子等從汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈到電子電器產(chǎn)業(yè)鏈,甚至許多固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè),全都卯足勁希望能在固態(tài)電池領(lǐng)域搶占先機(jī)贏得市場(chǎng)份額。
全固態(tài)電池承載著電池安全與性能全面提升的使命,未來(lái)極有可能成為眾多行業(yè)的新爆點(diǎn)。到底全固態(tài)電池何時(shí)才能撥開(kāi)云霧見(jiàn)月明?在全球電動(dòng)化的潮流下,為一項(xiàng)技術(shù)突破,多少人愿意再等十年?





