作為下一代動(dòng)力電池的共識(shí)，所有關(guān)于固態(tài)電池的風(fēng)吹草動(dòng)，全球產(chǎn)業(yè)界都高度關(guān)注。
整個(gè)行業(yè)都清楚一個(gè)現(xiàn)實(shí)是：按照現(xiàn)有的三元和石墨作為正負(fù)極活性材料所組成的液態(tài)鋰離子動(dòng)力電池，重量能量密度極限約為280Wh/kg左右。即便引入硅基合金替代純石墨作為負(fù)極材料后，能量密度的上限也只能達(dá)到300-350Wh/kg。
而將鋰金屬作為負(fù)極的全固態(tài)鋰金屬電池，該材料的容量為3860 mAh/g，約為石墨的10倍，與現(xiàn)有正極體系搭配，電池能量密度可以輕松達(dá)到400wh/kg以上，并且有望超過(guò)500wh/kg。
如何從目前的液態(tài)鋰離子電池過(guò)渡到固態(tài)金屬電池，目前業(yè)內(nèi)存在不同的路徑。
一種路徑是從液態(tài)鋰離子電池到固態(tài)鋰離子電池，再進(jìn)一步到固態(tài)鋰金屬電池，目前以豐田、QuantumScape、輝能等為代表，另一種是從液態(tài)鋰離子電池到高濃度鋰金屬電池，再進(jìn)一步到固態(tài)鋰金屬電池，以SES為代表。
豐田再一次對(duì)外宣布，其如期推出固態(tài)電池原型產(chǎn)品并在概念車(chē)上運(yùn)行，計(jì)劃2025年前量產(chǎn)固態(tài)電池。這也再一次以官宣的形式拉近了固態(tài)電池與市場(chǎng)的距離。
而去年以來(lái)，也有包括北汽新能源、合眾汽車(chē)等多家車(chē)企宣布加快固態(tài)電池的裝車(chē)試制。
從涉及企業(yè)來(lái)看，國(guó)際方面，以豐田、日產(chǎn)雷諾、通用等車(chē)企都在主導(dǎo)加緊固態(tài)電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化布局，三星SDI、SKI、LG化學(xué)、麻省固能、Quantum Scape等電池企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域不斷取得新突破。
國(guó)內(nèi)方面，包括輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、清陶能源、萬(wàn)向一二三、衛(wèi)藍(lán)新能源等中國(guó)企業(yè)，都在建設(shè)固態(tài)電池產(chǎn)線(xiàn)甚至部分已投產(chǎn)，一場(chǎng)面向2025年后的下一代動(dòng)力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開(kāi)啟。
輝能科技
7月3日，輝能科技大陸區(qū)總部及全球產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目簽約落戶(hù)杭州臨安區(qū)，總投資380億元。項(xiàng)目包括建設(shè)2GWh、5GWh固態(tài)鋰陶瓷電池芯產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，并將考慮與車(chē)企合資建置產(chǎn)線(xiàn)等。
今年4月，其剛完成了近億美元D輪融資，用于固態(tài)電池的商業(yè)化落地和工廠(chǎng)建設(shè)。此前其曾獲得軟銀中國(guó)和丹豐資本的持續(xù)投資。
輝能最新可量產(chǎn)的動(dòng)力電池固態(tài)產(chǎn)品SN-01，基于自身開(kāi)發(fā)的固態(tài)陶瓷電解質(zhì)，采用NCM811＋硅系負(fù)極體系，重量能量密度可達(dá)231wh/kg，體積能量密度達(dá)550wh/L，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)5C快充快放，預(yù)計(jì)將于2020年達(dá)到量產(chǎn)條件。
星盈科技
星盈科技開(kāi)發(fā)了PEO基-LFP/Li 固態(tài)電池體系，采用固相燒結(jié)離子導(dǎo)體(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固態(tài)電解質(zhì)；固態(tài)電解質(zhì)澆注原位固化的開(kāi)發(fā)策略。該電池經(jīng)過(guò)50次循環(huán)之后還能接近98%。
其設(shè)計(jì)了一款80Ah-軟包固態(tài)電池，設(shè)計(jì)電池能量密度400wh/kg，解質(zhì)膜的厚度大概在30微米左右。
星盈科技全固態(tài)電池展望：2020年驗(yàn)證固態(tài)電池材料體系，達(dá)到300Wh/Kg的5Ah軟包設(shè)計(jì)驗(yàn)證；2022年固態(tài)鋰電池實(shí)現(xiàn)中試化生產(chǎn)；350Wh/Kg，循環(huán)>1000次；2024年建設(shè)年產(chǎn)2GWH 的全固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；400Wh/Kg，循環(huán)>1000次。
清陶能源
7月初，清陶能源宣布完成E+輪融資，由上汽集團(tuán)領(lǐng)投，昆山國(guó)創(chuàng)投資集團(tuán)、淮安市淮上英才創(chuàng)投跟投。
6月，清陶能源與新勢(shì)力企業(yè)合眾達(dá)成深度合作，共同推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)與應(yīng)用，合眾旗下第二款量產(chǎn)車(chē)哪吒U將成為全球首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車(chē)。
據(jù)合眾汽車(chē)方面透露，雙方已經(jīng)對(duì)合眾與清陶雙方已經(jīng)對(duì)新款哪吒U進(jìn)行了近兩年的聯(lián)合研發(fā)和測(cè)試，搭載固態(tài)電池的哪吒U計(jì)劃于10月份申報(bào)工信部公告，年底前量產(chǎn)500臺(tái)。
贛鋒鋰業(yè)
贛鋒鋰業(yè)第一代2億瓦時(shí)的固態(tài)電池中試線(xiàn)已順利投產(chǎn)，產(chǎn)品性能達(dá)到達(dá)到公司固態(tài)電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的樣品水平，公司正積極與車(chē)廠(chǎng)客戶(hù)對(duì)接固態(tài)電池的上車(chē)合作事宜。
其固態(tài)電池選擇氧化物厚膜路線(xiàn)，預(yù)計(jì)今年固態(tài)電池會(huì)產(chǎn)生收入。
衛(wèi)藍(lán)新能源
衛(wèi)藍(lán)新能源總經(jīng)理俞會(huì)根6月對(duì)外披露，公司在汽車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域完成了300Wh/kg以上高鎳三元正極的混合固態(tài)電池設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，已經(jīng)給多家國(guó)際國(guó)內(nèi)整車(chē)廠(chǎng)送樣測(cè)試，評(píng)價(jià)結(jié)果良好，成功通過(guò)針刺、擠壓、過(guò)充、短路等濫用試驗(yàn)，循環(huán)壽命達(dá)到1200次以上。
根據(jù)整車(chē)廠(chǎng)導(dǎo)入周期18-24個(gè)月考慮，該產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2022年量產(chǎn)，后期會(huì)根據(jù)市場(chǎng)情況和資金情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。
產(chǎn)能方面，其去年3月底奠基的固態(tài)電池一期項(xiàng)目總投資1.8億元，計(jì)劃建成年產(chǎn)1億瓦時(shí)固態(tài)電池的生產(chǎn)規(guī)模。俞會(huì)根介紹，受疫情影響，溧陽(yáng)項(xiàng)目受疫情影響供應(yīng)商設(shè)備延遲，預(yù)計(jì)下半年投入生產(chǎn)。
麻省固能
麻省固能（SolidEnergy Systems 簡(jiǎn)稱(chēng)“SES”）迄今融資近1億美元，鋰金屬達(dá)到480Wh/kg和1000Wh/L并得到第三方驗(yàn)證的企業(yè)。目前在波士頓建立鋰金屬電池研發(fā)中試線(xiàn)，在上海嘉定建立了世界第一個(gè)鋰金屬電池生產(chǎn)展示中心。
當(dāng)前，SES已經(jīng)將鋰金屬電池逐步導(dǎo)入到無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星、航空、軍用等領(lǐng)域，得到成熟的驗(yàn)證和應(yīng)用，下一步，其正在為電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)飛行汽車(chē)的導(dǎo)入做準(zhǔn)備。
按照規(guī)劃，SES預(yù)計(jì)2022年A樣（100Ah以上），2023年B樣，到2025年能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)SOP。最新的進(jìn)展是，已經(jīng)在和幾家國(guó)際車(chē)企確定共同開(kāi)發(fā)協(xié)議。
QuantumScape
6月17日，硅谷固態(tài)電池開(kāi)發(fā)商Quantumscape獲大眾汽車(chē)2億美元（約合人民幣14.2億元）增資。大眾汽車(chē)旨在推進(jìn)固態(tài)電池開(kāi)發(fā)進(jìn)度，規(guī)劃到2025年建立固態(tài)電池量產(chǎn)生產(chǎn)線(xiàn)。
雙方早于2012年達(dá)成固態(tài)電池合作，2018年大眾汽車(chē)注資1億美元成為其最大股東，并共同成立一家專(zhuān)注于固態(tài)電池研究的合資公司，預(yù)計(jì)年內(nèi)設(shè)立試點(diǎn)工廠(chǎng)。
三星SDI
今年3月，三星高級(jí)技術(shù)研究所（SAIT）近期發(fā)布了一款全新固態(tài)電池原型技術(shù)，比傳統(tǒng)鋰離子電池體積小約50%，能量密度提高到900Wh/L，能夠讓當(dāng)前在售的新能源汽車(chē)在保持所搭載電池包體積大小不變的情況下，綜合工況續(xù)航里程提升一倍左右。
三星方面表示，這種電池充電次數(shù)可超過(guò)1000次(約100萬(wàn)公里的續(xù)航總里程)。目前，該電池技術(shù)還處于原型階段，尚不清楚這項(xiàng)技術(shù)何時(shí)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。
SKI
7月，現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)執(zhí)行副董事長(zhǎng)鐘義善在SK Innovation位于忠清南道瑞山市的電動(dòng)汽車(chē)電池工廠(chǎng)會(huì)見(jiàn)了SK集團(tuán)董事長(zhǎng)蔡泰元，雙方討論了未來(lái)的合作伙伴關(guān)系以及包括鋰金屬電池在內(nèi)的下一代EV技術(shù)。
現(xiàn)代汽車(chē)介紹，其不僅在為其電動(dòng)汽車(chē)，而且也在為目前正在開(kāi)發(fā)的無(wú)人機(jī)和個(gè)人飛機(jī)尋找下一代電池。
24M
今年2月，泰國(guó)電力和公用事業(yè)公司GPSC宣布投資3520萬(wàn)美元（約合人民幣2.48億元），在泰國(guó)建立第一座半固態(tài)鋰離子電池廠(chǎng)。該工廠(chǎng)將采用美國(guó)初創(chuàng)電池公司24M 的新型SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)半固態(tài)電池，初期產(chǎn)能為年產(chǎn)30 MWh，計(jì)劃于今年年底建成投產(chǎn)，2021年將提升至100 MWh。
同樣在今年2月，日本京瓷正式啟動(dòng)其住宅儲(chǔ)能系統(tǒng)Enerezza，采用24M公司新穎的SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)的半固態(tài)鋰電池，其容量分別為5.0 kWh，10.0 kWh和15.0 kWh，計(jì)劃2020年秋季全面量產(chǎn)。
SemiSolid電極不使用粘合劑，將電解質(zhì)與活性材料混合形成具有獨(dú)特屬性的粘土狀漿料。因此，24M工藝無(wú)需大量使用惰性材料和資本密集型工藝（如干燥、溶劑回收、壓延和電解質(zhì)填充），從而大大降低了制造成本，可將資金減少多達(dá)50%。
