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固態(tài)電池開啟全球競爭模式，誰將勝出？

時(shí)間:2021-04-26 22:15來源:電池聯(lián)盟 作者:子蕊
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       近期，關(guān)于固態(tài)電池的好消息不斷。
 
       繼大眾集團(tuán)和比爾蓋茨共同投資的QuantumScape公司發(fā)布全新的固態(tài)電池技術(shù)之后，據(jù)《日經(jīng)新聞》報(bào)道，豐田目前正在開發(fā)的固態(tài)電池汽車，在同等條件下的續(xù)航里程可以達(dá)到采用傳統(tǒng)鋰離子電池的兩倍，即便對于最緊湊的車型來說，也不需要多布局電池而犧牲內(nèi)部空間。
 
       該報(bào)道稱，對于搭載固態(tài)電池的汽車來說，充滿電只需要大約10分鐘，相比于傳統(tǒng)電動(dòng)汽車縮減了至少三分之二。
 
       因?yàn)榫邆浒踩⒀h(huán)性能強(qiáng)、能量密度高、適用范圍大等優(yōu)點(diǎn)，固態(tài)電池被廣泛期待為下一代動(dòng)力電池技術(shù)，過去十年相關(guān)專利數(shù)量增長超過10倍。誰能提前在技術(shù)上取得突破，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，誰就能贏得更好的市場地位。如今，固態(tài)電池全球競爭模式已經(jīng)開啟。
 
       全球布局固態(tài)電池
 
       據(jù)了解，目前固態(tài)電池市場的競爭主要集中在日本、韓國、歐美、中國等地區(qū)。
 
       日本在固態(tài)電池上的研發(fā)時(shí)間相對較早。最早入局的豐田早在2008年就與固態(tài)電池創(chuàng)企伊利卡（Ilika）展開了合作，并于2019年初宣布與松下合作。近日，豐田表示，希望成為全球首家量產(chǎn)搭載固態(tài)電池汽車的廠商，明年將推出原型車，在2021-2030這個(gè)十年的初期開始面向市場銷售。
 
       此外，三菱、日產(chǎn)、松下等日本企業(yè)也有布局固態(tài)電池行業(yè)，日產(chǎn)汽車也計(jì)劃打造自己的固態(tài)電池汽車，希望在2028年前推出實(shí)車。配合車企研發(fā)動(dòng)向，日本原材料廠商也在加快步伐，三井金屬、出光興產(chǎn)計(jì)劃于2021年開始生產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)。
 
       日本市調(diào)機(jī)構(gòu)富士經(jīng)濟(jì)（Fuji Keizai）預(yù)期，2035年全球全固態(tài)型鋰電池（全固態(tài)電池；包含硫化物系、氧化物系、高分子系等）市場規(guī)模預(yù)估將擴(kuò)增至2兆6772億日圓，將較2018年24億日圓暴增1114倍。
 
       為援助日本企業(yè)研發(fā)全固態(tài)電池，日本政府計(jì)劃即將設(shè)立2兆日圓規(guī)模的減碳技術(shù)援助基金，對全固態(tài)電池的生產(chǎn)研發(fā)提供數(shù)千億日圓補(bǔ)助。
 
       韓國方面，早在2018年11月，韓國三大電池企業(yè)LG化學(xué)、三星SDI和SKI就組成聯(lián)盟，共同開發(fā)包括固態(tài)電池的下一代電池核心技術(shù)。
 
       今年3月，三星高等研究院與三星日本研究中心在《自然·能源》發(fā)表論文稱，公司新研發(fā)的全固態(tài)電池能夠?qū)崿F(xiàn)900Wh/L高能量密度、1000圈以上長循環(huán)壽命，電池一次充電后可驅(qū)動(dòng)汽車行駛800公里。
 
       今年8月，SKI聯(lián)手98歲諾獎(jiǎng)得主古迪納夫及其團(tuán)隊(duì)研究助理哈迪·漢尼（Hadi Khani），繼續(xù)開發(fā)下一代電池技術(shù)。
 
       12月1日，LG電池事業(yè)分拆完成，LG Energy Solution（LG能源解決方案）正式成立。LG能源解決方案表示，將加速全固態(tài)電池和鋰硫電池等新一代電池技術(shù)的開發(fā)，制定戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)可持續(xù)增長引擎。
 
       歐美方面，由福特支持的電池創(chuàng)企Solid Power在去年4月與福特汽車公司合作，開始研發(fā)下一代電動(dòng)汽車全固態(tài)電池。今年10月，已經(jīng)生產(chǎn)出第一代全固態(tài)電池（ASSB）原型產(chǎn)品。Solid Power表示，2022年初將開始測試用于汽車生產(chǎn)的固態(tài)電池。
 
       大眾投資的初創(chuàng)企業(yè)QuantumScape近日發(fā)布了全新的固態(tài)電池技術(shù)。數(shù)據(jù)顯示，其電池可在15分鐘內(nèi)充滿80%的電量，在續(xù)航里程為300英里或更高的車輛上搭載，正常使用壽命將達(dá)到12年左右。同時(shí)測試表明，該電池在800次循環(huán)后并未衰退，相當(dāng)于24萬英里（38萬公里）的行駛里程。
 
       國內(nèi)方面，包括寧德時(shí)代、國軒高科、贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)等鋰電企業(yè)，比亞迪、蔚來、長城汽車、北汽集團(tuán)等車企都有參與固態(tài)電池研究。
 
       當(dāng)升科技2019年底曾表示，公司固態(tài)鋰電材料已對國內(nèi)外多個(gè)客戶送樣，產(chǎn)品性能獲得廣泛認(rèn)可，目前正根據(jù)客戶反饋和需求進(jìn)行后續(xù)研究開發(fā)。
 
       今年7月，贛鋒鋰業(yè)在互動(dòng)平臺(tái)上表示，第一代2億瓦時(shí)的固態(tài)電池中試線已經(jīng)順利投產(chǎn)，產(chǎn)品性能全面達(dá)到公司固態(tài)電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制樣品的水平，目前正積極與車廠客戶對接固態(tài)電池的上車合作事宜。
 
       同樣在7月，搭載清陶固態(tài)電池系統(tǒng)的純電動(dòng)樣車在北汽新能源完成調(diào)試，成功下線。據(jù)悉，清陶第I代固態(tài)電池系統(tǒng)已經(jīng)初具量產(chǎn)可行性，其總投資55億，年產(chǎn)10GWh宜春清陶固態(tài)動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目(一期)已經(jīng)投產(chǎn)。
 
       國軒高科徐興無在今年9月也表達(dá)了公司在固態(tài)電池方面的布局，表示兩年內(nèi)引入相關(guān)技術(shù)，2022年開始進(jìn)行固態(tài)電池技術(shù)的迭代升級，生產(chǎn)高安全固態(tài)電池；2025年后生產(chǎn)出能量密度超過800Wh/L、超過400Wh/kg、循環(huán)800次的全固態(tài)電池。
 
       不過，每個(gè)國家，以及各家企業(yè)在固態(tài)電池路線的選擇上并不一樣。
 
       各國技術(shù)路線偏好不同
 
       固態(tài)電池分為三大技術(shù)路線，分別是：聚合物、硫化物和氧化物全固態(tài)電池。每一種技術(shù)路線都有其優(yōu)勢與劣勢。
 
       與硫系及氧化物相比，聚合物不占優(yōu)勢。但是在容易集成方面還是有一些優(yōu)勢的。
 
       氧化物雖然也有技術(shù)難點(diǎn)，但是這些技術(shù)難點(diǎn)一旦突破了之后，它在商用、大規(guī)模量產(chǎn)方面，成本競爭力就非常強(qiáng)。
 
       硫化物由于具有較高的能量密度和低廉的成本，有著巨大的開發(fā)潛力。
 
       相對而言，歐美企業(yè)偏好氧化物與聚合物體系，而日韓企業(yè)則更多致力于解決硫化物體系的產(chǎn)業(yè)化難題。如豐田在2010年就推出硫化物固態(tài)電池，2014年其實(shí)驗(yàn)原型能量密度達(dá)到400Wh/kg。
 
       實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還需時(shí)間
 
       固態(tài)電池在能量密度、質(zhì)量上都有著傳統(tǒng)電池所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，甚至于電池在使用30年以上仍可保持90%以上的初始性能，非常讓人人期待。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，全球固態(tài)鋰電池的需求量在2020年、2025年、2030年分別有望達(dá)到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh，2030年全球固態(tài)電池市場空間有望達(dá)到1500億元以上。
 
       不過，固態(tài)電池目前尚不具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的條件，想要產(chǎn)業(yè)化還很需要很長一段時(shí)間，畢竟動(dòng)力電池和一般消費(fèi)類電池相比，對一致性、裝車后的循環(huán)壽命、安全性有更高的要求，只有這些問題解決了，才能談產(chǎn)業(yè)化。
 
       盡管很多廠商都對固態(tài)電池寄予很高的期待，豐田曾提出2022年進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。但業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，固態(tài)電池的工藝路線尚不成熟，降本仍是一個(gè)漫長的過程，或2025年才能全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
 
       不管未來固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展，技術(shù)總是會(huì)向前發(fā)展的，時(shí)間會(huì)告訴我們答案！
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
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