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投資超150億美元！韓國希望成為“固態電池商業化第一國”
時間:2023-04-21 18:10來源:電池聯盟 作者:子蕊
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4月20日，韓國宣布，計劃到2023年，將在電動汽車電池行業投資20萬億韓元（約合150.46億美元），以發展這一韓國國家安全和重要戰略產業，并確保韓國能夠領先于其他競爭對手。這20萬億韓元投資將由政府和私營部門共同籌集。
韓國產業通商資源部稱：“ 這項聯合投資將使韓國率先實現商業化固態電池生產，成為世界上固態電池商業化的第一個國家。”
韓國的目標是，在未來五年內將該國的陰極材料產能提高四倍，將電池生產相關設備的出口增加三倍，并從2025年開始商業化生產磷酸鐵鋰電池。
據悉，韓國三大電池制造商LG新能源、三星SDI和SK On計劃在韓國生產固態電池原型，并在海外大規模量化。政府則將提供大量材料上的稅收抵免，并撥出資金以供設備制造商進行研究。
01
固態電池空間巨大
由于目前鋰離子電池能量密度已接近理論極限，于是，固態電池近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態電池使用固體電極和固體電解質，具有能量密度高、安全性能好、循環壽命更長等優勢。
中信建投報告指出，半固態電池有望實現高能量密度+高安全性。能量密度：目前主流三元液態電池一定安全性下已接近能量密度上限，當前半固態電池能量密度已達到360wh/kg，后續將繼續突破。安全性：半固態電池電解液質量分數僅為5%-10%，固態電解質的不易燃、零揮發，顯著提升了電池的熱穩定性。
固態電池空間巨大，川財證券指出，據EVTank的預測，至2030年全球固態電池滲透率有望達到10%，需求達到276.8GWh。2023-2030年，全球固態電池需求增長的復合增長率達63.7%。
當前主流的固態電池技術路線有三個，分別是：聚合物、硫化物和氧化物。其中，聚合物最早實現固態電池裝車測試，其優點是易加工，與現有的液態電解液的生產設備、工藝都比較兼容，機械性能好且比較柔軟。但也存在電導率太低、與鋰金屬的穩定性較差等缺點；
硫化物是三種材料體系中電導率最高的，并且電化學穩定窗口較寬，但熱動力穩定性較差，且至今仍然無法避免鋰枝晶的產生；
氧化物具有較好的導電性和穩定性，但其非常堅硬。且相對于硫化物，氧化物的電導率還是偏低的，這使得在性能中會遇到容量、倍率性能受限等一系列問題。
日韓、歐美及中國的固態電池的技術方不同：日韓起步最早并選擇了硫化物固態電解質路線，目前，日韓企業持有固態電池專利數全球領先，據Patent Result統計，截止2022年3月末全球專利數排名前十全是日韓企業；歐美選擇氧化物固態電解質路線居多，且均在直接開發鋰金屬負極應用；中國三種固態電解質路線均有布局，在開發全固態電池的 同時也在大力發展對現有產業更友好的半固態電池。
02
各國企業爭相布局固態電池
相比國內，國外更早開始對于固態電池的研究。日本企業方面，豐田自1990年起開始研究固態電池，擁有廣泛的應用專利；日產汽車目前已經研發出固態電池，目標是到2025年開始試生產，并于2028年量產一款由全固態電池驅動的電動汽車。
韓國企業方面，LG新能源預計于2026年實現全固態電池量產；三星SDI去年3月宣布已經開始建造業界第一條固態電池試生產線——S-Line，公司計劃在2025年完成技術驗證，2027年正式批量生產；SK On去年１月宣布與美國佐治亞理工學院的Seung-woo Lee教授合作開發下一代全固態電池，公司計劃2025年開發硫化物全固態電池試制品，2029年實現商用化。
國內企業也不甘落后，正在奮起直追，贛鋒鋰業、國軒高科、中創新航等鋰電企業都有固態電池的布局。最近，還不斷傳出關于固態電池的最新消息：據贛州市商務局網站，4月13日，江西省贛州市商務局發布項目推介，擬投資建設單體大容量固態電池1GWh儲能電站，項目估算總投資45億元；4月18日，在第二十屆上海車展上，上汽集團副總裁、總工程師祖似杰表示，其首款搭載固態電池的量產產品將于2025年下線。
03
短期內還無法量產
在近日舉辦的第二屆世界動力電池大會云上宜賓高端論壇中，中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高表示，“現在全球已經有無數人投入到全固態電池技術的創新運動中，隨著ChatGPT技術的出現，對新材料的探索效率極大提高，開發的周期能夠縮短，通過全球的努力，全固態電池能夠取得成功。”
“我們發現，在全球頂刊上發表的與固態電池技術相關的論文正在指數般地增長，可以說技術是在商業化的前夜。”歐陽明高說。
在去年3月舉辦的中國電動汽車百人會論壇上，歐陽明高院士對國內固態電池技術給出了非常明確的發展節點：以產業化為衡量標準的話，2025年能量密度達到350Wh/kg，固液混合電解質的半固態電池出現；2030年能量密度達到400Wh/kg，液態電解質更少的準固態電池量產，真正的全固態產品預計不超過1%；2035年能量密度目標是500Wh/kg，全固態電池實現產業化。
不過，成本過高、鋰離子電導率偏低等問題，阻礙著全固態電池的大規模量產。于是，作為過渡方案的半固態電池成為企業投入的焦點。上汽集團副總工程師、上汽捷能汽車技術有限公司總經理朱軍說：“最后計算的還是成本。全固態電池能量密度再高，主流的電動汽車看重的還是成本。如果半固態、全固態電池能夠幫助主流汽車廠商降低成本，那么應該很快就能商用。”
總之，固態電池在量產的路上還有許多工作要做，只有國家、企業一起努力，才能加快其產業化進程！
(責任編輯：子蕊)
文章標簽：
固態電池
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