“(全)固态电池(可能)将是一个'霹雳',一旦(量产)出来,我们目前的很多产能将立即成为巨大的'负担'。 ”今年1月初,在电池中国网举办的Li+Society活动中,梁锐,欣旺达副总裁说。
梁锐还表示,“目前,中国新能源产业在国际上已经形成了自己的竞争优势,但日韩企业一直在追赶。 最近,很明显,(全)固态电池可能是我们必须处理的问题“危机”。如果我们能实现突破,就能保持新能源产业的优势,继续在世界上有发言权。 相反,如果(全)固态电池被其他国家的公司超越,我们可能会失去部分新能源市场。 ”
实际上固态电池(包括半固态电池、冷凝电池、凝胶电池、全固态电池等电池类型)。技术路线的发展一直存在争议。 尽管全固态电池因其高能量密度、安全性等多重优势而被视为未来动力电池的终极形态,但研发面临一系列科学问题,导致业界对全固态电池的质疑无休止。
其中,“全固态电池将如何产业化”和“何时实现产业化”。等问题成为业内讨论的焦点。
最近欧阳明高,中国科学院院士、清华大学教授表示法全固态电池与液态电池相比,它是下一代电池技术竞争的关键制高点颠覆性技术潜力。从整个行业的角度来看,中国不仅要发展渐近的半固态技术路线,还要防范激进的全固态技术路线带来的颠覆性风险。
同时,根据欧阳明高的预测,全固态电池有望在2030年实现产业化。
值得注意的是,无论是质疑还是肯定,固态电池都成为全球龙头企业的“重注”赛道,卡片布局成为众多企业的选择。 2024年初以来,全球固态电池领域动作频频,备受业界高度关注。
全球固态电池研发“攻势”。
2024年1月2日,日本电池公司麦克赛尔宣布,已成功开发出新型圆柱形全固态电池(无动力型)。
1月4日,大众汽车集团旗下电池子公司Powerco宣布,已完成Quantumscape固态电池的耐久性测试,称未来可为电动汽车提供动力,续航50万公里后电池寿命几乎不会衰减。
据市场消息人士透露,大众汽车集团也在与法国Bollore集团的子公司Blue Solutions讨论固态电池在汽车中的应用。 Blue Solutions已经在为戴姆勒的电动客车生产固态电池。
1月16日,美国全固态电池公司Solid Power宣布,已与韩国SK On公司达成研发许可、产线安装、电解液**三项合作协议。 据Solid Power称,除了为SK On在韩国的工厂进行技术研发和安装固态生产线外,Solid Power还将成为SK On硫化物固态电解质的主要供应商。
据观察,目前,在固态电池技术路线的选择上,国外企业主要采用全固态电池,国内企业与固液混合电池和全固态电池并行。 目前,国内部分车企固态电池的应用进展如下:
数据显示,国产上汽和蔚来预计将在2024年量产配备半固态电池组的车型,长安和广汽也计划在2025-2026年推出自己的半固态电池车型; 丰田、本田、现代、梅赛德斯-奔驰等海外车企纷纷布局全固态电池,大多计划在2025年至2030年量产相关车型。
在全球范围内,除了布局的车企,包括:宁德时代、亿纬锂能、蔚蓝新能源、青岛能源、赣锋锂业、蜂窝能源、国轩高科、富能科技、LG新能源、SK On等领先的电池公司正在开展固态电池技术的研发和产业化。
在国内企业中,EVE、SVOLT Energy等公司在全固态电池研发进度上处于领先地位; 富能科技、青岛能源、蔚蓝新能源、赣锋锂电半固态电池产品陆续上载;多家厂商已具备半固态电池产品的量产能力。
2023年8月,青岛能源完成与上汽集团联合研发的第一代半固态电池的载荷测试,测试车辆最大续航里程1083公里,将于今年在上汽智己汽车平台上量产。 该公司计划在2027年实现第三代全固态电池的量产。
富能科技于2023年11月宣布,搭载其半固态电池的远航Y6,这是大运集团的豪华新能源车型,正式下线。 富能科技表示,其半固态电池已在多个品牌车型上实现。
2023年12月,SVOLT推出了一款棱柱形半固态电池,一种新的第二代果冻电池。 SVOLT还透露,正在就新的第二代果冻电池进行100亿级合作谈判。
近日,欣旺达也在投资者互动平台表示,自2020年以来,在固态电池材料、电极和电芯结构以及界面改性等方面布局了相关专利,目前拥有10多项固态电池相关核心专利。 同时,其固态电池产品正处于实验室研发阶段,未来将根据客户需求量产。
还固态电池的产业化并非易事。业内分析人士指出,“半固态是将电解液含量从1逐渐降低到0,但全固态电池完全去除了电解液,整个系统发生变化,固固(固态电极和固态电解质)界面等各种问题必须彻底解决。 ”
事实上,从2008年开始研发全固态电池的丰田,已经将其全固态电池的预计量产时间从原来的2027年推迟到2030年以后,这也证明了全固态电池的开发难度大,不容小觑。
固态电池需求将颠覆锂电池传统的上游格局
市场方面,粗略统计,2023年国内半固态电池出货量将达到GWh水平。 国信**预测,全球固态电池(含半固态电池)需求量或将达到23GWh,市场空间约195亿元。 预计到2030年,全球对固态电池的需求将达到220GWh,2024-2030年平均复合增长率可能达到114%; 市场空间有望达到11623亿元,2024年至2030年平均复合增长率约为98%。
在电池中国看来,固态电池长期市场需求较高,固态电池尤其是全固态电池的研发,实现产业化,不仅需要产业链上下游的深度合作,也会给上下游带来颠覆性的挑战和机遇
首先是电解质领域、硫化物、聚合物、氧化物、卤化物等多技术路线并行,目前,已有很多企业布局硫化物路线。 在各种技术路线的研发验证过程中,在固固界面接触、界面反应机理和稳定性、导电性、制造工艺等方面存在很多技术难点,甚至需要与正极材料联合研发验证。
二是阴极场目前,硫化物全固态电池用高镍三元正极材料等关键材料成为正极材料企业研发的重点,并部署了当盛科技、荣柏科技等龙头企业。 未来将从高镍三元升级为高压高镍三元和超高镍三元,进而升级为尖晶石镍锰氧化物和层状富锂碱等新型正极材料。
三是负极领域能量密度较高的硅基负极是现阶段潜力较大的新型负极材料,已布局了杉杉科技、贝特瑞、向风华等龙头企业,部分企业样品已进入客户测试阶段。 未来,全固态电池的负极可能会向锂金属方向迭代。
四、隔膜领域虽然半固态电池仍需从传统隔膜升级为氧化物涂层隔膜,但在未来全固态电池时代,隔膜将在固固界面的影响下逐渐消失。
五、装备领域随着固态电池材料和电芯技术与工艺的创新,制造设备也将发生翻天覆地的变化,创新的涂层和层压方法将不可避免地需要新设备的开发。
六、下游领域拓宽固态电池的应用场景将更有利于加快产业化进程。 例如,宁德时代的凝聚态电池将率先应用于飞机等领域。
目前,各国都处于固态电池技术和量产阶段,中国产业链企业的优势在于拥有全球最大的新能源汽车市场和龙头企业,但仍需继续提升关键材料等产业链的研发和支撑能力。 从而打好成为汽车强国、保持世界领先地位的关键战役。