液態(tài)鋰電池顛覆者，固態(tài)電池商業(yè)化提速

隨著越來(lái)越多電池廠商的發(fā)力，固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程正在進(jìn)一步加速。3月15日，據(jù)BusinessKorea 報(bào)道，三星 SDI 已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)業(yè)界第一條全固態(tài)電池的試驗(yàn)線。報(bào)道稱(chēng)，該試驗(yàn)線將使三星 SDI 比其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更接近全固態(tài)電池的批量生產(chǎn)。LG 新能源和 SK On 正在開(kāi)發(fā)全固態(tài)電池技術(shù)，目標(biāo)是在2030年左右開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)。

值得注意的是，近日中國(guó)一家全固態(tài)鋰電池公司高能時(shí)代完成超5000萬(wàn)人民幣融資。本輪融資由同創(chuàng)偉業(yè)領(lǐng)投，其他投資方還有中金傳譽(yù)鳳凰基金、欣旺達(dá)、珠海高新創(chuàng)投等機(jī)構(gòu)。據(jù)了解，總部位于珠海的高能時(shí)代成立于2020年，致力于全固態(tài)鋰電池產(chǎn)品的研發(fā)。

按照高能時(shí)代規(guī)劃，該公司今年將會(huì)推出5Ah和20Ah的大電芯;2023年，發(fā)布60Ah的大電芯，面向3C及無(wú)人機(jī)用全固態(tài)鋰電池，建成小規(guī)模量產(chǎn)能力;2024年，發(fā)布100Ah大電芯，這是一款用于量產(chǎn)的動(dòng)力型全固態(tài)電芯。

更早些時(shí)候，梅賽德斯奔馳今年1月宣布，已與固態(tài)電池領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)輝能科技簽署了共同開(kāi)發(fā)下一代電池的技術(shù)合作協(xié)議。奔馳首款配備與輝能科技合作開(kāi)發(fā)的固態(tài)電池的測(cè)試車(chē)預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年推出，雙方計(jì)劃在未來(lái)五年將固態(tài)電池技術(shù)搭載在一系列乘用車(chē)中。

除此之外，今年1月由東風(fēng)汽車(chē)與贛鋒鋰業(yè)合作開(kāi)發(fā)的首批50輛東風(fēng)-贛鋒高比能固態(tài)電池車(chē)在江西省新余市完成交付，成為全球首個(gè)固態(tài)電池車(chē)示范運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目。作為贛鋒鋰業(yè)第一代固態(tài)電池，該款電池能量密度與目前主流三元電池類(lèi)似，能量密度約260Wh/kg。根據(jù)規(guī)劃，贛鋒鋰業(yè)第二代固態(tài)電池，能量密度將達(dá)到360Wh/kg。

據(jù)報(bào)道，寶馬和福特兩大汽車(chē)巨頭也在加速固態(tài)電池的研發(fā)，計(jì)劃從2022年開(kāi)始配載車(chē)輛，并在實(shí)際工況下開(kāi)始測(cè)試。2021年，寶馬和福特宣布投資Solid Power，后者正式成為這兩家汽車(chē)廠商未來(lái)固態(tài)電池的供應(yīng)商。目前，有消息透露，Solid Power正在擴(kuò)大其科羅拉多工廠的規(guī)模，并準(zhǔn)備在2022年初開(kāi)始試產(chǎn)其固態(tài)電池。

另外，2021年年初中國(guó)造車(chē)新勢(shì)力龍頭蔚來(lái)汽車(chē)宣布，推出能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池，搭載該電池包的蔚來(lái)ET7轎車(chē)?yán)m(xù)航將超過(guò)1000km，該產(chǎn)品將于2022年第四季度上市。彼時(shí)，蔚來(lái)宣布這一消息時(shí)曾引起巨大反響。

通常來(lái)講，傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池的能量密度上限被公認(rèn)為350Wh/kg，即便是350Wh/kg也只是理論值，目前可實(shí)現(xiàn)的液態(tài)電池能量密度可以達(dá)到300Wh/kg以上，但想從技術(shù)層面再提升其實(shí)難度不小。但是固態(tài)電池的能量密度很容易做到300Wh/kg-400Wh/kg，理論上的能量密度可達(dá)700Wh/kg，理論數(shù)值比液態(tài)電池高一倍。

“傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池已經(jīng)遇到了性能瓶頸，即便是特斯拉這樣的全球頭部電動(dòng)車(chē)企，其車(chē)上所搭載的鋰電池也僅有300 Wh/kg的能量密度。就算行業(yè)中能達(dá)到300 Wh/kg的能量密度，基本已經(jīng)接近天花板，液態(tài)電池想大幅度提升能量密度很困難。”業(yè)內(nèi)人士分析稱(chēng)。

在不少機(jī)構(gòu)看來(lái)，憑借安全性和能量密度優(yōu)勢(shì)，固態(tài)電池有望實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，同時(shí)倒逼現(xiàn)有液態(tài)電池體系變革升級(jí)。據(jù)中銀證券測(cè)算，固態(tài)鋰離子電池市場(chǎng)潛力巨大，全球需求量在2025年、2030年分別有望達(dá)到44.2GWh、494.9GWh，2030年其全球市場(chǎng)空間有望達(dá)到1500億元以上。

不過(guò)，受當(dāng)前技術(shù)水平的限制，距離全固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)預(yù)計(jì)還需要5-10年時(shí)間。寧德時(shí)代曾表示，目前固態(tài)電池商業(yè)化很難：“公司在固態(tài)電池方面已有多年研究，現(xiàn)階段全固態(tài)電池里面仍有科學(xué)難題還未解決。雖然公司已做出固態(tài)電池樣品，但相關(guān)指標(biāo)離實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有較長(zhǎng)距離。”業(yè)界普遍認(rèn)為，全固態(tài)電池可能要在2030年后才能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

由于全固態(tài)電池仍有許多技術(shù)、成本等問(wèn)題需要解決，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，未來(lái)幾年固液混合鋰電池將是車(chē)用動(dòng)力電池主要趨勢(shì)之一。固液混合電池對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池產(chǎn)線沒(méi)有特別大的顛覆，混合固液也適合采用軟包疊片的路線，且裝配與現(xiàn)在的軟包液態(tài)有極大的兼容性，其兼容性可能會(huì)超過(guò)80%，剩下不足20%部分可以通過(guò)改造生產(chǎn)線解決，不需要大的顛覆就能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⒆詣?dòng)化和高效量產(chǎn)。

雖然目前固態(tài)電池的成本還比較高，但技術(shù)成熟后，固態(tài)電池將具備更低的成本優(yōu)勢(shì)，據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)公司表示，固態(tài)電池進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段后，其成本可以降至目前鋰離子電池的40%左右。大眾集團(tuán)電池和系統(tǒng)主管Frank Blome稱(chēng)，“固態(tài)電池更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)能為產(chǎn)品帶來(lái)更高的性能和更低的成本，其也將是汽車(chē)最終的能源形式。”