□記者 王鶴 上海報(bào)道
近段時間以來，蔚來發(fā)布續(xù)航里程達(dá)1000公里的150度固態(tài)電池包，稱將在2022年四季度交付。蔚來最新車型引爆的固態(tài)電池?zé)嵋舱贏股持續(xù)發(fā)酵。
據(jù)中國工程院院士陳立泉介紹，目前，新能源汽車使用的電池是鋰離子電池，石墨負(fù)極，磷酸鐵鋰/三元/鈷酸鋰正極。電解質(zhì)是可燃的液體電解質(zhì)，但液體電解質(zhì)容易引發(fā)安全憂慮。而且，能量密度為300瓦時/公斤時就已經(jīng)達(dá)到了液態(tài)鋰離子電池的極限。下一步，就是要發(fā)展固態(tài)電池或逐漸過渡到全固態(tài)鋰電池。
固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。與傳統(tǒng)鋰電池相比，全固態(tài)電池的最突出優(yōu)點(diǎn)是高能量密度和高安全性，其具備不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)等特性，被認(rèn)為是最具前景的新一代動力鋰電池。
如果全固態(tài)電池全面量產(chǎn)，則意味著里程焦慮將被徹底打破，電池安全性也有了突破性保障，電動汽車將打破性能“天花板”。
整車企業(yè)此前集體錯過了液態(tài)鋰電的布局先機(jī)，因此紛紛加大對固態(tài)電池領(lǐng)域的投入，以擺脫在這一核心零部件上受制于人的局面。
據(jù)申萬宏源證券梳理，大眾汽車投資了Quantum Scape，雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟投資Ionic Material，福特、寶馬、現(xiàn)代投資Solid Power；北汽、上汽、廣汽先后參與了清陶能源D/E/E+/E++輪融資；一汽參與了輝能科技的D輪融資。
有外媒報(bào)道稱，豐田計(jì)劃在2021年首次亮相搭載了固態(tài)電池的量產(chǎn)車。
根據(jù)主要車企的規(guī)劃，搭載固態(tài)電池的產(chǎn)品預(yù)計(jì)最早于2022年以后量產(chǎn)。
“未來十年是固態(tài)電池破壁的十年。”中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰說，全固態(tài)電池是最理想的模式，全固態(tài)電池和固液態(tài)電池相比是革命性的。第一階段，鋰離子電池固態(tài)、液態(tài)互相學(xué)習(xí)，固液態(tài)會得到很好發(fā)展。第二階段，全固態(tài)電池600至800瓦時/公斤將有更好的安全性，這必然是革命性的。
黃學(xué)杰還表示，固態(tài)電池不僅僅是指鋰離子電池，固態(tài)電池還會走向金屬鋰電池，也不排除金屬鈉電池、空氣電池。
“到2030年，不僅僅是電動汽車早已在經(jīng)濟(jì)性方面戰(zhàn)勝燃油車，500瓦時/公斤以上的固態(tài)電池必然會走向適用，未來十年的電池界是鋰離子電池和金屬電極的固態(tài)電池比翼齊飛的時代?！秉S學(xué)杰說。
雖然固態(tài)電池已經(jīng)取得了重要進(jìn)展，但仍有不少問題有待解決，這意味著大規(guī)模應(yīng)用言之尚早。
“從實(shí)驗(yàn)室成果來說，固態(tài)電池的特點(diǎn)是能夠展現(xiàn)出來的。但是，實(shí)驗(yàn)室成果和商用化產(chǎn)品之間還有一段距離，包括性能目標(biāo)、可靠性目標(biāo)等。此外，價格要能讓消費(fèi)者負(fù)擔(dān)得起?！毙劳_(dá)電子股份有限公司副總裁梁銳告訴記者。
申萬宏源證券研究報(bào)告指出，固態(tài)電池應(yīng)用之路困難重重。一是重塑供應(yīng)鏈，固態(tài)電池相比現(xiàn)有成熟的液態(tài)鋰電池技術(shù)變化巨大，需要重塑本就極其復(fù)雜的鋰電池供應(yīng)鏈。二是降低成本，固態(tài)電池采用的預(yù)鋰化硅碳負(fù)極或遠(yuǎn)景金屬鋰負(fù)極、高鎳正極、固態(tài)電解質(zhì)等新科技材料生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于目前對應(yīng)的材料，成本下降過程極其艱巨漫長。三是快充性能不佳。
梁銳指出，固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該是從目前的液態(tài)鋰離子電池到半固態(tài)電池再到全固態(tài)這樣一個逐步過渡的過程，將現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備都能夠利用起來，這已成為業(yè)界共識。
“預(yù)計(jì)全固態(tài)電池應(yīng)該可以在2030年之前實(shí)現(xiàn)商用化，也可能是在2025年至2030年之間，這樣的時間點(diǎn)更為現(xiàn)實(shí)?！绷轰J說。
國軒高科動力能源有限公司高級副總裁徐興無此前透露，國軒高科將在2020年至2022年引入固態(tài)電池技術(shù)；2022年開始進(jìn)行固態(tài)電池技術(shù)迭代升級，生產(chǎn)高安全性固態(tài)電池。
大眾汽車集團(tuán)（中國）CEO馮思翰在2020大眾中國業(yè)績溝通會上說，目前大眾、豐田等公司都在研發(fā)新一代固態(tài)電池，我們對于固態(tài)電池量產(chǎn)的判斷，與豐田基本一致，在2023年到2025年左右。
