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又有車企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時間！
時間:2024-04-18 08:43來源:綠研院 作者:子蕊
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當(dāng)?shù)貢r間4月16日，日產(chǎn)汽車公開全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場所，在生產(chǎn)發(fā)動機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬平方米空間，為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。
日產(chǎn)計劃2025年3月開始生產(chǎn)全固態(tài)電池，目標(biāo)2028年度實現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹，全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離子電池的約2倍，能夠大幅縮短充電時間。
全固態(tài)電池已成電池技術(shù)競爭焦點
據(jù)了解，固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。與傳統(tǒng)鋰電池相比，全固態(tài)電池最突出的優(yōu)點是安全性。此外還具有抑制鋰枝晶、無界面副反應(yīng)、無電解液泄漏、高溫性能好、無氣脹的特性。
相比鋰離子電池，全固態(tài)電池中的電解質(zhì)為固體，不易揮發(fā)或燃燒，且對溫度穩(wěn)定，不易分解。其次，固態(tài)電解質(zhì)具有更好的穩(wěn)定性和機(jī)械性能，其對鋰枝晶具有更好的抑制作用，從而提高電池的安全性。
此外，全固態(tài)電池還具有更好的溫度適應(yīng)性（-30-100℃）和高功率特性，有助于提升電動汽車電池的操作溫度范圍和快充性能。
全固態(tài)電池根據(jù)固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線的不同，主要分為聚合物、氧化物、鹵化物以及硫化物固態(tài)電池，不同技術(shù)路線各有利弊，目前日韓多以硫化物全固態(tài)電池為主要技術(shù)路線。
目前，全固態(tài)電池已成為下一代電池技術(shù)競爭的制高點，被日本、韓國、美國、歐盟等主要國家和地區(qū)列為國家發(fā)展戰(zhàn)略。
從全球主要地區(qū)固態(tài)電池進(jìn)展來看，日本研發(fā)起步早，在專利方面全球領(lǐng)先，積累了全球最多的固態(tài)電池專利技術(shù)。
韓國方面，三星SDI、SK on、LG新能源三大電池廠持續(xù)投入研發(fā)，其中三星SDI 于2023年完成了固態(tài)電池試點生產(chǎn)線（S-line）的建設(shè)。
美國方面，全固態(tài)電池以初創(chuàng)企業(yè)為主，創(chuàng)新活力較高，其中QuantumScape、Solid Power等企業(yè)固態(tài)電池產(chǎn)品已進(jìn)入A樣，SES鋰金屬固態(tài)電池已進(jìn)入B樣，此外，Ampcera、Factorial Energy、24M Technologies、Ionic materials等美國企業(yè)都在加大固態(tài)電池技術(shù)創(chuàng)新。
全球企業(yè)積極布局全固態(tài)電池
TrendForce集邦發(fā)布的文章指出，目前全球75%以上的鋰電池產(chǎn)自中國，中國鋰電池的制造能力全球領(lǐng)先。但是，隨著下一代汽車電池技術(shù)——全固態(tài)電池技術(shù)的進(jìn)步和突破，傳統(tǒng)液態(tài)電池的地位正在受到挑戰(zhàn)。國內(nèi)外企業(yè)紛紛研發(fā)全固態(tài)電池技術(shù)，該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加速：
國外企業(yè)方面，去年9月，美國固態(tài)電池上市企業(yè)Solid Power表示，其生產(chǎn)的首批固態(tài)電池A-1樣品已正式交付寶馬進(jìn)行汽車驗證測試，寶馬希望在2025年之前推出第一輛基于Solid Power固態(tài)電池技術(shù)的原型車。
豐田汽車去年表示，其將在2027-2028年實現(xiàn)全固態(tài)電池技術(shù)商業(yè)化。
今年1月3日，大眾旗下電池子公司PowerCo發(fā)布公告，確認(rèn)其合作伙伴QuantumScape 的固態(tài)電池通過首次耐久性測試，實現(xiàn)了1000多次充放電循環(huán)，容量仍超過 95%。
國內(nèi)企業(yè)方面，目前，廣汽集團(tuán)初步打通了全固態(tài)電池全流程制造工藝，已取得車規(guī)級高安全大容量全固態(tài)動力電池量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)突破，具有超高能量密度、超高安全性及大容量全固態(tài)電芯三大核心優(yōu)勢，預(yù)計于2026年裝車搭載于昊鉑車型。
具體來看，廣汽全固態(tài)動力電池采用了高面容量固態(tài)正極技術(shù)與第三代海綿硅負(fù)極片技術(shù)（新型納米硅復(fù)合負(fù)極），全固態(tài)正極可達(dá)到5mAh/cm2以上的高面容量，進(jìn)而實現(xiàn)了400Wh/kg以上的能量密度。相較于目前最先進(jìn)的液態(tài)鋰離子電池，其體積能量密度和質(zhì)量能量密度提升50%以上，使整車?yán)m(xù)航里程可超過1000km。
在安全性方面，廣汽全固態(tài)動力電池采用了高強(qiáng)致密復(fù)合電解質(zhì)膜，使電池在200°C熱箱測試中不發(fā)生爆炸，刷新了高比能電池安全新高度。
在電芯容量方面，廣汽全固態(tài)動力電池實現(xiàn)了大尺寸多層堆疊全固態(tài)電芯的制造，其容量高達(dá)30Ah，遠(yuǎn)超當(dāng)前行業(yè)最高水平（10Ah-15Ah），為車規(guī)級全固態(tài)動力電池的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
全固態(tài)電池量產(chǎn)還需時間
目前，全固態(tài)電池尚未實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，還面臨一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，如電解質(zhì)材料的批量制備、固態(tài)材料之間的界面穩(wěn)定性/副反應(yīng)等。盡管如此，在日韓、歐美等全球各國的高度重視下，全固態(tài)電池已取得了重要進(jìn)展，有望在3-5年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)。
然而，全固態(tài)電池的量產(chǎn)并非易事，成本高且技術(shù)難度大，目前仍存在部分基礎(chǔ)技術(shù)和生產(chǎn)工藝等問題亟待解決。因此，短期內(nèi)要實現(xiàn)其規(guī)模化應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，業(yè)界普遍認(rèn)為固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化時間將集中在2027年至2030年之間。
多位業(yè)內(nèi)專家指出，全固態(tài)電池的研發(fā)極具挑戰(zhàn)性，需要在高性能全固態(tài)電解質(zhì)、正負(fù)極材料、創(chuàng)新極片及電芯設(shè)計、高速連續(xù)化制造工藝及裝備以及系統(tǒng)集成設(shè)計等多個領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。而當(dāng)前市場上所謂的固態(tài)電池，實際上多為半固態(tài)或準(zhǔn)固態(tài)電池，它們?nèi)孕枰蕾噦鹘y(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，與現(xiàn)有的液態(tài)鋰離子電池在本質(zhì)上并無顯著區(qū)別。
機(jī)構(gòu)觀點認(rèn)為，中國雖然是目前全球最大的鋰離子電池制造國，但在全固態(tài)電池專利布局方面中國廠商仍與國際企業(yè)存在較大差距。其次，中國固態(tài)電池技術(shù)路線多元，重點以半固態(tài)/固液混合為主，且半固態(tài)電池已實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)并裝車，但在全固態(tài)電池方面的投入仍顯不足，且力量分散，與國際領(lǐng)先企業(yè)相比存在較大差距。因此，未來全固態(tài)電池的競爭，日韓、歐美等企業(yè)有機(jī)會超越中國，重塑未來EV電池的競爭格局。
不過，中國作為目前EV電池的霸主，已經(jīng)開始重視和加強(qiáng)全固態(tài)電池的研發(fā)力度，并組建產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，迎接國際新一輪電池技術(shù)競爭。
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽：
全固態(tài)電池
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