多領(lǐng)域需求驅(qū)動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化提速 技術(shù)瓶頸尚待突破


中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)   時(shí)間:2024-12-08





  近期,固態(tài)電池領(lǐng)域熱度不減,多家企業(yè)披露產(chǎn)品研發(fā)新進(jìn)展及量產(chǎn)計(jì)劃,引發(fā)關(guān)注。例如,億緯鋰能11月18日表示,公司計(jì)劃于2026年推出高功率、高溫環(huán)境內(nèi)耐受性和絕對(duì)安全的全固態(tài)電池,主要用于混合動(dòng)力領(lǐng)域;計(jì)劃于2028年實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,推出400Wh/Kg高比能全固態(tài)電池。


  作為最具潛力的下一代電池技術(shù)之一,固態(tài)電池在新能源汽車、低空經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力和市場價(jià)值,吸引各大電池廠商及車企爭相布局,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷提速。業(yè)內(nèi)人士表示,未來相關(guān)企業(yè)需在制造成熟度、降本等方面持續(xù)發(fā)力,以進(jìn)一步推動(dòng)固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用逐步走向成熟。


  產(chǎn)業(yè)取得新進(jìn)展


  相比傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池,固態(tài)電池具備能量密度更高、安全性更強(qiáng)、低溫性能更優(yōu)等多方面優(yōu)勢,符合下一代電池技術(shù)發(fā)展需求,備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。近期,固態(tài)電池領(lǐng)域階段性成果不斷涌現(xiàn),從電池企業(yè)到各大車企,技術(shù)研發(fā)、量產(chǎn)新進(jìn)展頻傳。


  11月14日,欣旺達(dá)表示,公司已通過負(fù)極使用鋰金屬進(jìn)一步將固態(tài)電池能量密度提升至500Wh/kg,目前已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)室原型樣品,預(yù)計(jì)2027年完成能量密度大于700Wh/kg的全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)室樣品制作。


  11月7日,太藍(lán)新能源與長安汽車聯(lián)合推出無隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù)。根據(jù)量產(chǎn)時(shí)間表,無隔膜半固態(tài)電池計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)裝車驗(yàn)證,無隔膜全固態(tài)電池計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。


  廣汽集團(tuán)則表示,已初步打通全固態(tài)電池全流程制造工藝,取得車規(guī)級(jí)高安全大容量全固態(tài)動(dòng)力電池量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)突破,預(yù)計(jì)2026年裝車。


  寧德時(shí)代10月也曾表示,公司在全固態(tài)電池上持續(xù)堅(jiān)定投入,2027年有望實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。


  整體來看,固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間線正逐漸清晰。研究機(jī)構(gòu)EVTank在《中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2024年)》中預(yù)計(jì),2030年,全球固態(tài)(含半固態(tài))電池的出貨量將達(dá)到614.1吉瓦時(shí),在鋰電池中的滲透率預(yù)計(jì)在10%左右,并且全固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間或?qū)⑻崆爸?027年。


  應(yīng)用場景多點(diǎn)開花


  在業(yè)內(nèi)人士看來,下游市場對(duì)高能量密度、高安全性電池需求的增長,是固態(tài)電池發(fā)展提速的關(guān)鍵催化因素之一。據(jù)國盛證券預(yù)測,2025年,全球固態(tài)電池需求量為17.3吉瓦時(shí);到2030年,全球固態(tài)電池需求量有望超200吉瓦時(shí);2025年至2030年的年復(fù)合增長率將達(dá)65.8%。


  值得注意的是,固態(tài)電池應(yīng)用場景呈現(xiàn)多元化特點(diǎn),其中尤其受到新能源汽車行業(yè)關(guān)注。截至目前,包括蔚來、寶馬在內(nèi)的多家車企都已宣布固態(tài)電池裝車時(shí)間表。此外,固態(tài)電池也被視為支持低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),能夠滿足電動(dòng)垂直起降航空器(eVTOL)等對(duì)電池性能的要求。


  從各企業(yè)布局情況來看,航空動(dòng)力電池能量密度在280Wh/kg至500Wh/kg不等,倍率性能在3C至4C水平,而固態(tài)電池為普遍研發(fā)方向。中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝接受《中國能源報(bào)》記者采訪時(shí)指出,固態(tài)電池的高能量密度特性貼近低空?qǐng)鼍半姵匾?,能夠使低空飛行器在相同體積或重量下攜帶更多電能,從而支持長時(shí)間飛行。


  放眼儲(chǔ)能領(lǐng)域,固態(tài)電池應(yīng)用也逐步展開,今年以來,已有多個(gè)固態(tài)電池儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)、開工、并網(wǎng)。"固態(tài)電池在穩(wěn)定性和安全性方面表現(xiàn)出色,能夠保障電站安全運(yùn)行。同時(shí),固態(tài)電池的長循環(huán)壽命也提高了電池使用壽命,能夠降低設(shè)備維護(hù)成本。"一位電池從業(yè)者表示。


  東興證券認(rèn)為,固態(tài)電池技術(shù)有望憑借其能量密度、快充性能、長循環(huán)壽命及高安全性多重優(yōu)勢,在現(xiàn)有新能源車與消費(fèi)電子等應(yīng)用端實(shí)現(xiàn)加速滲透。此外,從長期電動(dòng)化趨勢來看,固態(tài)電池亦有望憑借遠(yuǎn)超當(dāng)前鋰電技術(shù)的性能優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于能量密度要求較高、現(xiàn)階段電動(dòng)化難以滲透的應(yīng)用領(lǐng)域,如輪船、航空飛行器及低空經(jīng)濟(jì)中無人機(jī)與eVTOL等,拓展鋰電應(yīng)用邊界,打開鋰電行業(yè)成長天花板。


  技術(shù)瓶頸尚待突破


  整體來看,如今固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化信號(hào)正愈發(fā)明顯,未來隨著技術(shù)不斷成熟和市場不斷拓展,固態(tài)電池更有望為能源領(lǐng)域帶來變革。


  不過,也有業(yè)內(nèi)人士表示,全固態(tài)電池仍存在技術(shù)瓶頸,且成本相對(duì)較高,為進(jìn)一步推進(jìn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,企業(yè)仍需在技術(shù)研發(fā)、成本控制等方面努力。


  EVTank指出,全固態(tài)電池目前尚未完全解決離子電導(dǎo)率、固固界面和循環(huán)性能等問題。


  值得一提的是,為逐步攻克技術(shù)難題,我國不少企業(yè)選擇"從液態(tài)到半固態(tài)再到固態(tài)"的漸進(jìn)式發(fā)展路線。"理論上講,固態(tài)電池存在工藝不成熟、成本高等問題,如果改用半固態(tài)半液態(tài)的技術(shù)路線,以上問題能夠得到一定改善。"上述電池從業(yè)者表示,"不過,半固態(tài)電池對(duì)電池能量密度沒有很明顯提升。雖然現(xiàn)在許多企業(yè)都在積極生產(chǎn)半固態(tài)電池,但未來肯定還是會(huì)走上全固態(tài)路線。"


  在業(yè)內(nèi)人士看來,隨著技術(shù)革新和進(jìn)步,混合固液電池將逐步減少液態(tài)電解質(zhì)的用量,全固態(tài)電池有望向進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)。中信建投研報(bào)指出,固態(tài)電池若能發(fā)揮并強(qiáng)化安全性的優(yōu)勢,力爭占據(jù)能量密度優(yōu)勢,將倍率、循環(huán)壽命和工藝性進(jìn)一步優(yōu)化,則可鞏固其優(yōu)勢場景下的核心潛在客戶;如果性能和成本有所突破,其市場空間會(huì)擴(kuò)大,并成為鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)路線,預(yù)計(jì)到2025年,全球各類固態(tài)電池市場或達(dá)千億元級(jí)規(guī)模。(記者 姚美嬌)


  轉(zhuǎn)自:中國能源報(bào)

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