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全固态电池距离量产还有多远?

时间:2023-06-13 18:16来源:电池联盟 作者:子蕊
点击: 次
由于具有能量密度高、安全性能好、循环寿命更长等优势，固态电池被视为可以继承锂离子电池地位的电池。于是，固态电池何时量产成为市场关心的话题。
 
据日经中文网报道，丰田最早将于2027年向市场投放配备“全固态电池”的纯电动汽车（EV）。
 
据悉，该公司已经克服了固态电池寿命较低这一难题，找到了合适的材料，下一步就是研究如何量产。如果能够研发成功，固态电池肯定会投入实际使用。最终，纯固态电池汽车将实现充电10分钟，续航超过1200公里。
 
 电池联盟了解到，丰田在全固态电池的研发方面处于领先地位，拥有1000多项相关专利。2020年夏季，全球首次配备全固态电池的车辆获得车牌，并进行了行驶测试。当时的目标是在2020年代前半期配备在混合动力车（HV）上。
 
了解全固态电池
 
公开资料显示，和电动汽车主流的液态锂离子电池不同，全固态电池的电解质是固态，特点是充电时间短，可延长续航距离。调查公司富士经济（东京中央区）认为，全固态电池的市场规模到2040年将扩大到3.8605万亿日元（约合1979.31亿元人民币）。
 
要想普及全固态电池，需要开发降低制造成本的技术。据日本科学技术振兴机构估算，全固态电池（硫化物类）的制造成本为每千瓦时6万-35万日元（约合3076.24-17944.76元人民币），比现有锂离子电池（1万4000日元，约合717.79元人民币）高4～25倍。
 
据介绍，目前全球主流的固态电解质材料路线主要有氧化物、硫化物、聚合物3种。其中，日韩企业多选择硫化物固态电解质路线，欧美则以氧化物固态电解质路线居多，我国布局固态电池的企业选择的路线较丰富：如宁德时代、蜂巢能源是硫化物路线，赣锋锂业、辉能科技是氧化物路线代表企业，也有企业采取复合路线，例如卫蓝新能源以氧化物和聚合物为主。
 
国外全固态电池研发现状
 
在全固态电池研发方面，日本领先。调查世界全固态电池从自2000年至2022年3月底公开的专利数来看，日本企业垄断了前3名，首位丰田达到1331件。在前10家企业中，6家为日本企业。
 
除了丰田，日本的日产汽车目前已经研发出固态电池，目标是到2025年开始试生产，并于2028年量产一款由全固态电池驱动的电动汽车；今年4月26日，本田表示，将开发和推出半固态和全固态电池等新一代电池，并计划在2024年启用全固态电池的示范生产线，所生产的电池将用于2020年代后半期推出的车型。
 
韩国三大电池生产商LG新能源、三星SDI和SK On都已布局固态电池，其中，LG新能源预计于2026年实现全固态电池量产；三星SDI去年3月宣布已经开始建造业界第一条固态电池试生产线——S-Line，公司计划在2025年完成技术验证，2027年正式批量生产；SK On去年１月宣布与美国佐治亚理工学院的Seung-woo Lee教授合作开发下一代全固态电池，公司计划2025年开发硫化物全固态电池试制品，2029年实现商用化。
 
今年年初，德国宝马集团近期扩大了与美国固态电池制造商 Solid Power 的联合开发协议。接下来，宝马将会在其位于慕尼黑附近帕尔斯多夫的电芯制造技术中心（CMCC）建立一条全固态电池（ASSB）原型产品生产线。按照规划，Solid Power 计划在2023年向宝马集团交付用于测试的全尺寸汽车电芯。第一辆采用全固态电池技术的BMW原型车计划在2025年前问世。
 
美国则涌现出多家多家固态电池初创公司，如QuantumScape、Solid Power、Solid Energy Systems等，这些初创公司已得到了宝马、大众、现代等汽车巨头和多家风投基金的投资。
 
我国全固态电池研发现状
 
虽然我国在固态电池领域的布局较晚，但随着政策的推进，企业的量产步伐正在提速。
 
孚能科技5月22日在投资者互动平台表示，公司自主研发的第一代半固态电池已顺利量产装车，电池的安全性能和单体电芯能量密度得到提升。
 
长远锂科5月31日在投资者互动平台表示，在固态电池正极方面，公司与固态电池企业保持密切合作，持续开展评估与验证。
 
近日，上汽集团发布公告称，公司和清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议，将进一步深化双方长期、共赢的战略合作伙伴关系，率先推动2025年实现固态电池技术“10万辆级”大规模量产落地，依托全球领先的创新技术为消费者打造真正安全节能、高性价比的“爆款电动车”。
 
6月9日，新型电解质材料生产商蓝固新能源宣布，公司近期完成超亿元A+轮融资，融资资金将主要用于产线建设、技术研发等。据悉，蓝固新能源于2021年5月创立，是一家以新型电解质材料研发、生产、销售为一体的高科技企业，由中科院物理所出身的李立飞博士创立。
 
SNE Researchd预测，2025年我国固态电池市场空间有望达30亿元，2030年有望达到200亿元。
 
距离量产还需时间
 
虽然固态电池被市场看好，但短期内，其还无法量产。
 
中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高4月16日表示，“现在全球已经有无数人投入到全固态电池技术的创新运动中，随着ChatGPT技术的出现，对新材料的探索效率极大提高，开发的周期能够缩短，通过全球的努力，全固态电池能够取得成功。”“我们发现，在全球顶刊上发表的与固态电池技术相关的论文正在指数般地增长，可以说技术是在商业化的前夜。”
 
5月13日，在2023中国（新余）锂电新能源材料科技大会上，加拿大国家工程院院士、加拿大皇家科学院院士张久俊表示，“未来五年内全球全固态电池的商业化可能会有些难度，但十年内商业化量产没有问题。”
 
在6月9日举办的2023世界动力电池大会上，第十三届全国政协副主席、中国科协主席万钢表示，要重视新材料和以全固态电池为代表的新体系电池的基础研究、技术研发。“在电池技术方面，我国量产动力电池单体能量密度已经超过了300WH/kg，结构创新、低温加热、热扩散安全防护等新技术成果也在不断地涌现。固液混合动力电池开始装车使用。"他说。
 
“实现规模化量产和应用，窗口应该在2025年到2030年期间。”6月10日，在2023世界动力电池大会“新一代动力电池与前瞻技术”主题论坛上，中国工程院外籍院士、固态电池领域顶尖科学家孙学良说，未来10年，将是固态电池研发的关键机遇期。
 
总之，在全固态电池的大规模量产的道路上，还有成本过高、锂离子电导率偏低等难题需要解决。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 全固态电池
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