固態電池量產道阻且長
時間:2021-01-27 09:27來源:中國能源報 作者:楊梓
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在近日舉辦的蔚來Nio Day上，除了高調發布首款純電動轎車蔚來eT7外，蔚來還發布了一款單體能量密度達360Wh/kg的150kWh固態電池產品。蔚來方面稱，基于該能量密度的電池，蔚來eT7的NEDC續航里程可突破1000公里，并將于2022年四季度將該款固態電池裝配到旗下的量產車上。蔚來CEO李斌表示，“技術驗證、小規模量產已經都有了，車載大規模量產需要有人去啟動，我們全面評估后，認為能夠做到。”消息一出，迅速引發市場熱議。
“固態”實為“半固態”
行業熱議的焦點在于，固態電池究竟能否在2022年大規模商用。多位專家表示，固態電池大規模應用要在2025年后，其中的技術與成本問題仍待解決，不可能在短期內實現商業化。
中國汽車動力電池產業創新聯盟副秘書長馬小利表示，“固態電池的概念已經有很長時間了，但并沒有在市場上看到進一步的擴展應用。”
國聯汽車動力電池研究院董事長熊柏青認為，“全固態電池距商業化還很遠，10年內完全攻克全固態難度很大，5年內更是沒戲。”
此外記者注意到，此次蔚來只是公布了70kWh和100kWh兩種三元鋰電池包的售價，而對于150kWh的固態電池版本則沒有給出價格，也未透露合作的電池供應商。對此，有不少業內人士質疑蔚來150kWh固態電池產品是否只是營銷噱頭。
此起彼伏的質疑聲讓李斌對150kWh固態電池進行了解釋說明。他表示，蔚來采用的是半固態電池，內部帶有少量液態電解液。“全固態電池的量產還很遠，原因是目前固態電池的市場需求很低。”李斌坦言。
“雖然表述為固態電池，實際上是半固態電池，仍需使用電解液、隔膜。”蔚來汽車電池系統助理副總裁曾士哲解釋稱。
從蔚來官方的描述來看，其采用的是“原位固化固液電解質”，即本質上是同時含有固態電解質和液態電解質的鋰電池。東吳證券發布的行業研究報告同樣指出，蔚來搭載的150kWh電池或為半固態電池，屬于液態至固態電池的過渡性技術。
成本過高阻礙產業化
此次關于固態電池的熱議，也反映出了業內對于提升動力電池性能的期待。
據了解，固態電池是指采用固態電解質的鋰離子電池，其本質上仍是鋰電池，僅是將電解液與隔膜替換為固態電池質。但與傳統鋰電池相比，固態電池具備更高的能量密度以及更強的安全性，同時能夠克服穩定性差和充電效率低等問題。
業內專家普遍認為，固態電池的優點體現在安全性和能量密度提升上。全固態電池不含電解液，安全性較高。同時，固態電池使用鋰金屬負極可顯著提升能量密度，可將現有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。同時，固態電池可抑制鋰枝晶的生長，使鋰金屬負極運用成為可能，同時降低非活性物質，可省去冷卻系統，也能夠提升能量密度。
但據了解，技術無法突破和成本過高始終是固態電池發展的痛點。
中科院一位不愿具名的固態電池專家表示，在電池循環過程中，固態電池的固界面容易接觸不良，導致固態電池量產難度加大，不能像鋰離子電池一樣迅速產業化。“像現在電導率最高的固態電池材料硫化物體系和鋰金屬負極、氧化物正極材料都不兼容穩定。另外，固態電池制備工藝是全新的，沒有產業鏈，面對產業鏈上各環節的缺失，固態電池生產成本比較高，產業化遠未到來。”
有推算顯示，同樣采用石墨負極的固態電池總成本為158.8美元/kWh，比總成本為118.7美元/kWh的液態電池高出34%。
對于蔚來的半固態電池，中俄新能源材料技術研究院院長王慶生認為，半固態電池的應用設計和材料技術仍需時間檢驗。“產品技術不是做拼盤，需要科學理論的支撐和具體有效的工藝配合，我們要科學理性地面對技術和產品。”
未來電池企業“必爭之地”
但具備種種優勢的固態電池仍被認為是動力電池的研究方向。中國工程院院士陳立泉近日表示，“新一代電池就是要發展固態電池，或逐漸過渡到全固態鋰電池。”
華安證券的行業研報顯示，盡管研發歷史悠久且困難重重，但由于固態電池出色的安全性能和高能量密度的潛力，仍在世界范圍內被各種研究機構及企業廣泛研究。另外，固態電池已經成為部分非傳統電池企業進軍鋰電行業的重要突破口。
資料顯示，中日韓歐美共有53家企業布局研發固態電池。目前，豐田、日產雷諾、通用等車企都在加緊研發布局固態電池，而三星SDI、SKI、LG新能源、麻省固能、Quantum Scape等電池企業在固態電池領域也不斷取得新突破。國內寧德時代、蜂巢能源、清陶能源、衛藍新能源等企業均公開表示正在開發半固態電池。
市場研究機構SNE Research的測算顯示，2030年全球固態電池需求有望接近500GWh，2025年固態電池全球市場空間有望達到60億元，而2025年我國固態電池市場空間有望達30億元，2030年將達到200億元。
業內人士認為，雖然當下固態電池的技術水平和成本問題都制約了其大規模商用化，但固態電池長期看具備廣闊的前景，而且很可能成為未來的主流電池，或將是未來企業的必爭之地。
(責任編輯：子蕊)
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