固態電池怎麼忽然就火了?

2021-01-21 電網頭條

近期,由於蔚來汽車「2022年第四季度將使用的固態電池,可讓其電動汽車續航裡程超過1000千米」的新聞,「固態電池」成為汽車圈、能源圈共同關注的熱詞。

為什麼忽然就火了?原因在於,固態電池是行業、車企和車主一直翹首以盼的那個「大殺器」,可以彌補液態電池在安全、重量和能量密度等方面的不足。

清華大學材料學院副教授李亮亮指出,固態電解質不易燃、不帶腐蝕性,是解決電池安全性問題的有效方法。

目前,國內電動汽車標稱的續航裡程為300~500千米,續航焦慮仍然普遍存在。如果出現上述續航裡程超過1000千米的電池,車主的「裡程焦慮」就有望得到緩解。

正是因為固態電池具有這麼多的優點,全球多國都高度重視其研發和應用。目前從技術路線來看,主要分為硫化物、氧化物和聚合物三種。前兩者目前發展態勢更被業界看好。

其中,日本起步最早。

2018年7月,日本國立研究機構新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)對外宣布,啟動第二階段固態鋰離子電池研發項目,並為此斥資100億日元(約合人民幣5.9億元),成員包括23家整車及電池、材料廠商,另外還有15家大學及公共研究機構,計劃到2022年全面掌握全固態電池相關技術。

韓國也不甘落後。

2018年11月,韓國三大電池廠商LG化學、三星SDI和SK創新對外宣布,將成立一個規模為1000億韓元的基金,計劃在固態電池、鋰金屬電池和鋰硫電池領域進行研發,打造下一代電池產業生態系統。

德國和法國也投巨資進行研發。

2018年11月,德國總理默克爾宣布計劃下撥10億歐元用於支持德國的一家電池生產商,同時也將資助一家電池研發機構,用於開發下一代固態電池。

在法國,博洛雷公司一直致力於聚合物全固態電池的研究,其子公司Bat Scap生產的PEO基固態鋰離子電池已用於電動汽車,成為國際上第一個採用固態鋰電池的電動汽車案例。

美國選擇的研發路線更加務實,應用也較為多樣。

自 2012 年以來,蘋果公司就開始布局全固態電池技術的專利。一些初創電池企業也紛紛宣布在高能量密度全固態鋰電池研發方面取得重大進展。其中,2015年Sakti 3表示將開發出能量密度為當前鋰電池2倍的全固態電池,而成本只要鋰電池的1/5。

相比其他國家,我國固態電池研發和應用的進展更快。

在研發層面,中科院旗下的若干研究機構承擔了重要角色。中科院寧波材料技術與工程研究所牽頭承擔的納米先導專項「全固態電池」課題已在2018年年底通過驗收。

此外,我國的動力電池企業和車企也積極參與固態電池的研發。其中,贛鋒鋰業、寧德時代、清陶能源、輝能科技、北京衛藍、比亞迪等公司均在該領域有所布局。比如,寧德時代公司稱,在聚合物固態鋰金屬電池和硫化物基固態電池方向分別開展相關研發工作並取得了初步進展;比亞迪公司於2017年8月申請了相關發明專利,並積極推進固態電池項目商用。

在應用層面,業內人士表示,鑑於固態電池目前面面臨的技術和經濟性挑戰,其商業化路徑線應該從小容量電池逐漸過渡到大容量的動力電池領域,也會從固液混合的「半固態」「混成固態」發展到「全固態」。

從目前主流企業公布的量產時間表來看,全固態電池的批量投產基本都在2025年以後。對於蔚來汽車推出的「固態電池」,有人質疑其推出的僅是過渡產品「半固態電池」,但不可否認的是,基於巨大的市場優勢和政策激勵,中國在先進電池的研發應用之路上,正在實現後來居上。

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