各大企業(yè)競逐固態(tài)電池 三種技術路線誰將勝出？

如今，固態(tài)電池已成為各大企業(yè)爭奪市場又一陣地。

近日，據(jù)外媒報道，寶馬和福特近日宣布向美國新創(chuàng)企業(yè)Solid Power擴大出資，出資額與其他企業(yè)一共達到1.3億美元。寶馬和福特將于2022年分別向Solid Power采購試驗車用的全固體電池。

據(jù)悉，Solid Power的目標是設計一種可以在目前鋰離子電池相同的生產(chǎn)線上生產(chǎn)的固態(tài)電池。

此前，寶馬曾表示，公司將在2030年之前推出全新的固態(tài)電池技術，并在2025年之前亮相相關車型。寶馬方面表示，其開發(fā)的固態(tài)電池技術可將電池能量密度提高約50%。

不只寶馬和福特，現(xiàn)代汽車、豐田、蔚來、蜂巢能源等國內(nèi)外企業(yè)都在進行固態(tài)電池技術的研發(fā)，以占領該領域。

企業(yè)競逐固態(tài)電池

國外方面，現(xiàn)代汽車正在加速推進固態(tài)電池的研發(fā)工作，并計劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車，2027年部分批量生產(chǎn)，在2030年左右實現(xiàn)全面批量生產(chǎn)。該公司正在與三星SDI、SKI和LG新能源在內(nèi)的電池企業(yè)進行合作，以推進固態(tài)電池的開發(fā)和量產(chǎn)工作。此外，大眾汽車投資的QuantumScape預計最早將在2024年為大眾電動汽車生產(chǎn)固態(tài)電池;豐田汽車計劃在2025年與松下合作推出一款使用固態(tài)電池的限量發(fā)售的電動汽車;本田本年度將開始全固態(tài)電池生產(chǎn)技術驗證，并力爭應用到2020年代后期的車型上。國內(nèi)方面，今年1月，蔚來發(fā)布了150kWh固態(tài)電池包，可實現(xiàn)360Wh/kg的能量密度，并定于2022年第四季度對外交付;長城汽車旗下的蜂巢能源聯(lián)手中科院建設固態(tài)電池技術研究中心，計劃2025年在量產(chǎn)車上應用能量密度達350-500Wh/kg的固態(tài)電池;贛鋒鋰業(yè)近日宣布擬投資22億元建設高比能固態(tài)電池超薄鋰負極材料項目。而國軒高科、輝能科技、寧德時代等公司也有布局固態(tài)電池。

三種技術路線誰將勝出?

因為用固態(tài)電解質(zhì)代替隔膜和電解液，所以固態(tài)電池最大的優(yōu)點是能量密度高。同時，因為沒有電解液，固態(tài)電池被穿刺后，不易起火和爆炸，因此更加安全。

根據(jù)電解質(zhì)的不同，目前固態(tài)電池主要有三大技術路線：聚合物、硫化物和氧化物。其中，聚合物電解質(zhì)屬于有機電解質(zhì)，而后兩種屬于無機電解質(zhì)。

整體來看，日韓企業(yè)多采用硫化物固態(tài)電解質(zhì)技術路線，中國企業(yè)以氧化物路線為主，歐美企業(yè)則在三種路線的選擇上更為均衡，如Solid Power主要研發(fā)基于硫化物的全固體電池，QuantumScape固態(tài)電池走的是氧化物路線。

不過，無論是哪種固態(tài)電解質(zhì)材料的技術路線，都有各自的缺點，對于參與企業(yè)來說都是巨大的挑戰(zhàn)。

綜合來看，聚合物固態(tài)電池能量密度極低，只能在60度以上才能正常工作，并且充電倍率較差;硫化物固態(tài)電池對生產(chǎn)環(huán)境要求苛刻，還易產(chǎn)生有害氣體;氧化物固態(tài)電池的電解質(zhì)的柔韌性比較差。

而要將這些難點攻克，讓固態(tài)電池走出實驗室，量產(chǎn)應用到動力電池領域，還需要很長一段時間。業(yè)界認為，受當前技術水平的限制，距離固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)預計還需要5-10年時間。

首先在高端電動汽車中采用

在固態(tài)電池的發(fā)展過程中，還存在許多成長過程中需要面對的問題，一些瓶頸還有待解決。這些難題包括固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導率偏低、金屬鋰反復充放電的循環(huán)性問題、電解質(zhì)可塑性差等。

因為無法落地，此前一直在研發(fā)固態(tài)電池的Fisker公司已經(jīng)宣布放棄對固態(tài)電池的進一步研究。Fisker創(chuàng)始人Henrik Fisker表示，“當你覺得完成了90%的研發(fā)工作時，你會發(fā)現(xiàn)，剩下的10%要比前面90%更加艱難。”

當然，作為下一代鋰電技術的制高點，固態(tài)電池之所以吸引這么多企業(yè)投資，證明其還是有一定優(yōu)勢的，不過要做到降本。

彭博新能源財經(jīng)預計，固態(tài)電池將首先在高端電動汽車中采用，其成本將在2032年下降至與傳統(tǒng)鋰離子電池的同等水平。

而隨著固態(tài)電池的更多采用，到2035年，歐洲和美國對純電動汽車鋰電池的需求可能會增加15-27%。

可以預計，未來的固態(tài)電池大戰(zhàn)會越來越激烈，最終哪家企業(yè)或技術路線會最終勝出，讓我們拭目以待!