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全固態電池距離量產還有多遠?
時間:2023-06-13 18:16來源:電池聯盟 作者:子蕊
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據日經中文網報道，豐田最早將于2027年向市場投放配備“全固態電池”的純電動汽車（EV）。
據悉，該公司已經克服了固態電池壽命較低這一難題，找到了合適的材料，下一步就是研究如何量產。如果能夠研發成功，固態電池肯定會投入實際使用。最終，純固態電池汽車將實現充電10分鐘，續航超過1200公里。
電池聯盟了解到，豐田在全固態電池的研發方面處于領先地位，擁有1000多項相關專利。2020年夏季，全球首次配備全固態電池的車輛獲得車牌，并進行了行駛測試。當時的目標是在2020年代前半期配備在混合動力車（HV）上。
了解全固態電池
公開資料顯示，和電動汽車主流的液態鋰離子電池不同，全固態電池的電解質是固態，特點是充電時間短，可延長續航距離。調查公司富士經濟（東京中央區）認為，全固態電池的市場規模到2040年將擴大到3.8605萬億日元（約合1979.31億元人民幣）。
要想普及全固態電池，需要開發降低制造成本的技術。據日本科學技術振興機構估算，全固態電池（硫化物類）的制造成本為每千瓦時6萬-35萬日元（約合3076.24-17944.76元人民幣），比現有鋰離子電池（1萬4000日元，約合717.79元人民幣）高4～25倍。
據介紹，目前全球主流的固態電解質材料路線主要有氧化物、硫化物、聚合物3種。其中，日韓企業多選擇硫化物固態電解質路線，歐美則以氧化物固態電解質路線居多，我國布局固態電池的企業選擇的路線較豐富：如寧德時代、蜂巢能源是硫化物路線，贛鋒鋰業、輝能科技是氧化物路線代表企業，也有企業采取復合路線，例如衛藍新能源以氧化物和聚合物為主。
國外全固態電池研發現狀
在全固態電池研發方面，日本領先。調查世界全固態電池從自2000年至2022年3月底公開的專利數來看，日本企業壟斷了前3名，首位豐田達到1331件。在前10家企業中，6家為日本企業。
除了豐田，日本的日產汽車目前已經研發出固態電池，目標是到2025年開始試生產，并于2028年量產一款由全固態電池驅動的電動汽車；今年4月26日，本田表示，將開發和推出半固態和全固態電池等新一代電池，并計劃在2024年啟用全固態電池的示范生產線，所生產的電池將用于2020年代后半期推出的車型。
韓國三大電池生產商LG新能源、三星SDI和SK On都已布局固態電池，其中，LG新能源預計于2026年實現全固態電池量產；三星SDI去年3月宣布已經開始建造業界第一條固態電池試生產線——S-Line，公司計劃在2025年完成技術驗證，2027年正式批量生產；SK On去年１月宣布與美國佐治亞理工學院的Seung-woo Lee教授合作開發下一代全固態電池，公司計劃2025年開發硫化物全固態電池試制品，2029年實現商用化。
今年年初，德國寶馬集團近期擴大了與美國固態電池制造商 Solid Power 的聯合開發協議。接下來，寶馬將會在其位于慕尼黑附近帕爾斯多夫的電芯制造技術中心（CMCC）建立一條全固態電池（ASSB）原型產品生產線。按照規劃，Solid Power 計劃在2023年向寶馬集團交付用于測試的全尺寸汽車電芯。第一輛采用全固態電池技術的BMW原型車計劃在2025年前問世。
美國則涌現出多家多家固態電池初創公司，如QuantumScape、Solid Power、Solid Energy Systems等，這些初創公司已得到了寶馬、大眾、現代等汽車巨頭和多家風投基金的投資。
我國全固態電池研發現狀
雖然我國在固態電池領域的布局較晚，但隨著政策的推進，企業的量產步伐正在提速。
孚能科技5月22日在投資者互動平臺表示，公司自主研發的第一代半固態電池已順利量產裝車，電池的安全性能和單體電芯能量密度得到提升。
長遠鋰科5月31日在投資者互動平臺表示，在固態電池正極方面，公司與固態電池企業保持密切合作，持續開展評估與驗證。
近日，上汽集團發布公告稱，公司和清陶能源簽署增資擴股協議和戰略合作框架協議，將進一步深化雙方長期、共贏的戰略合作伙伴關系，率先推動2025年實現固態電池技術“10萬輛級”大規模量產落地，依托全球領先的創新技術為消費者打造真正安全節能、高性價比的“爆款電動車”。
6月9日，新型電解質材料生產商藍固新能源宣布，公司近期完成超億元A+輪融資，融資資金將主要用于產線建設、技術研發等。據悉，藍固新能源于2021年5月創立，是一家以新型電解質材料研發、生產、銷售為一體的高科技企業，由中科院物理所出身的李立飛博士創立。
SNE Researchd預測，2025年我國固態電池市場空間有望達30億元，2030年有望達到200億元。
距離量產還需時間
雖然固態電池被市場看好，但短期內，其還無法量產。
中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高4月16日表示，“現在全球已經有無數人投入到全固態電池技術的創新運動中，隨著ChatGPT技術的出現，對新材料的探索效率極大提高，開發的周期能夠縮短，通過全球的努力，全固態電池能夠取得成功。”“我們發現，在全球頂刊上發表的與固態電池技術相關的論文正在指數般地增長，可以說技術是在商業化的前夜。”
5月13日，在2023中國（新余）鋰電新能源材料科技大會上，加拿大國家工程院院士、加拿大皇家科學院院士張久俊表示，“未來五年內全球全固態電池的商業化可能會有些難度，但十年內商業化量產沒有問題。”
在6月9日舉辦的2023世界動力電池大會上，第十三屆全國政協副主席、中國科協主席萬鋼表示，要重視新材料和以全固態電池為代表的新體系電池的基礎研究、技術研發。“在電池技術方面，我國量產動力電池單體能量密度已經超過了300WH/kg，結構創新、低溫加熱、熱擴散安全防護等新技術成果也在不斷地涌現。固液混合動力電池開始裝車使用。"他說。
“實現規模化量產和應用，窗口應該在2025年到2030年期間。”6月10日，在2023世界動力電池大會“新一代動力電池與前瞻技術”主題論壇上，中國工程院外籍院士、固態電池領域頂尖科學家孫學良說，未來10年，將是固態電池研發的關鍵機遇期。
總之，在全固態電池的大規模量產的道路上，還有成本過高、鋰離子電導率偏低等難題需要解決。
(責任編輯：子蕊)
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全固態電池
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