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【深度】固态电池量产竞赛(2)

时间:2024-06-04 21:28:31来源:界面新闻

日本在2020年发布的路线图中明确,到2030年全固态电池计划实现1000瓦时/升的体积能量密度,这是决定电动汽车续航里程的关键指标。

根据丰田去年发布的规划,最早到2027年,这家日本车企就将向市场投放搭载全固态电池的电动汽车。

中科院院士欧阳明高今年曾提醒称,日本和欧美在全固态电池方面加大研发力度,意图改变目前在液态锂电池方面落后于中国的局面。

与传统的液态锂电池相比,全固态电池放弃了易燃易爆的液态电解质,采用固态电解质材料,遭视为电动汽车的游戏规则改变者”,也遭称为锂电终极技术。

根据咨询机构SNE的统计,全球前十大动力电池公司都来自于中日韩三国,其中有六家为中国企业,市场份额总计超过六成。

近两年来,固态电池的投资项目快速升温。

根据界面新闻的不完全统计,自2023年以来,国内半固态和全固态电池项目累计超过11个,总投资额达到664.3亿元。这还不包括中国台湾企业辉能科技计划在法国新建的固态电池工厂,该项目投资额预计超过400亿元。

但这些规划项目以新兴企业为主,未见锂电龙头企业身影。

在解决安全问题的前提下,搭配更高能量密度的正负极材料,全固态电池的能量密度有望达到500 Wh/kg以上。而液态锂电池的能量密度极限为350 Wh/kg左右。

能量密度更高,意味着搭载全固态电池的电动汽车将能拥有超长的续航里程。目前,搭载液态锂电池的电动汽车也可以实现超过1000公里的续航,其方式主要是增加装车的电池数量,而非大幅提高电池能量密度。

全固态电池的概念已诞生30余年,但其规模化量产装车始终没有取得实质性突破。

因此,对于雄心勃勃攻克电池终极技术的企业而言,所面临的首要挑战,是固态电解质的选择问题。

电池改用固态电解质后,由于电极和电解质均为固体,将严重影响锂离子在两者间传输的效率,会产生所谓的固固界面问题。

行业内对于固态电解质技术路线的选择尚未统一。氧化物、聚合物与硫化物是目前的主要研发方向,它们有着各自的优缺点,各家电池和整车企业也有着不同偏好。

聚合物电解质成熟度较高,加工性好且成本低,但电导率差是其显著缺点,欧洲企业此前多聚焦于这条技术路线。氧化物电解质虽然电导率较高,但规模化制造困难,不少中国企业选择押注这项材料。

多家日韩企业选择的是硫化物路线,这种材料电解质电导率高,加工性好,但也存在着遇水会产生有毒气体,生产制备工艺复杂且成本高等缺点。宁德时代近期也表态称,更看好硫化物路线的全固态电池。

不过根据欣旺达动力提供的数据,硫化物全固态电池的成本预计为当前液态锂电池的数倍,且未来3-5年有多少降本空间还很不明朗。

上汽清陶选择的是聚合物与无机物复合的固态电解质材料。“相比硫化物、氧化物体系,复合电解质材料降低了制造工艺的难度,率先量产可能性更大,其缺点在于快充性能方面不及硫化物技术路线,但与现有液态锂电池的水平类似。”上汽清陶总经理李峥告诉界面新闻。

固态电池技术路线和降本空间尚不明确,上汽清陶、卫蓝新能源等新贵们,已率先选择从半固态电池入手。


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