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全固态电池预计2030年大规模量产装车
作者:来源:访问:32时间:2024-06-18

“固态电池的安全性会逐步提高,目前认知还很不全面,能否达到本质安全还需要从正极、负极等多个路径进行充分验证。”中国科学院物理研究所研究员李泓坦言。


5月31日,由中国汽车动力电池产业创新联盟主办的新体系电池技术主题峰会召开,会上新能源电池领域专家和企业高层就固态电池发展现状、产业化应用探索和未来趋势等展开了讨论。有专家表示,目前我国固态电池技术还处于产品导入前的萌芽阶段,预计全固态电池在2027年可实现小规模示范装车,2030年实现大规模量产装车。


研发难点待突破
被称为“六边形战士”的固态电池,基于充电时间短、续航里程长、安全性能高等优势,有望成为下一代动力电池的核心技术产品。
业界根据液态电解质在电池材料中的质量百分比含量,将锂电池分为液态电池(25%)、半固态电池(5%-10%)、准固态电池(0-5%)和全固态电池(0)。其中,半固态电池、准固态电池既有液态电解质又有固态电解质,统称为混合固液电解质,是当前国内各大固态电池厂商探索液态电池向全固态电池过渡的环节。

随着新能源汽车、低空飞行产业的发展,对于电池的高安全性、续航能力和使用寿命的要求不断提高。
目前,主流液态锂电池能量密度的理论极限在350Wh/kg左右,主流液态三元电池的能量密度可以达到260Wh/kg-280Wh/kg,而固态电池能量密度有望达到500Wh/kg,续航里程有望翻倍,解决应用中里程焦虑的问题。
多名专家在会上表示,尽管固态电池被视为提升电池安全性、续航能力的必然途径,但目前固态电池在技术上仍有众多难点待突破。
国轩高科首席科学家朱星宝认为,尽管固态电池具备高能量密度、高安全性和快速充放电的优点,但受到固态电解质、电极材料的固有性质限制,固态电池目前性能有限,固固界面接触,界面阻抗严重,产线兼容低,生产成本高。
界面稳定性是保证电池安全性的重要因素。李泓表示:“通过热引发、光引发、电化学反应将液态电解质转换为固态电解质是提升电池安全性的唯一途径。基于原位固态化的混合固液电芯工艺,能够实现原位再包覆、形成连续界面和离子通道,改善安全的同时提升电芯持续充放电性能。”
  
成本仍过高
“不以产品为目标的技术指标皆是空谈,一代电池材料决定一代电池技术,未来全固态电池也一定是各种路线对应产品共存的状态。”南方科技大学教授许晓雄表示。
  深蓝科技高级项目总监周安健也表示:“全固态电池开发属于新技术产品,需紧密结合技术进步与用户实际需求进行研发。”周安健指出,从产业化角度来讲,全固态电池的关键挑战是商品化属性不足,成本过高,制作条件严苛。他认为,目前固态电池成本远高于液态电池,仍不具备商品属性。固态电解质目前制备条件苛刻,工艺难度大,用到的部分原材料价格较高。同时,全固态电池对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求。

“目前我国固态电池技术处于产品导入前的技术萌芽阶段,在国家项目支持下全固态研发会提速,预计3-5年内或追赶上日韩水平,预计全固态电池在2027年可小规模示范装车,2030年实现大规模量产装车。”周安健表示。
许晓雄则表示,在低空飞行领域,包括无人机、飞行汽车、电动飞机等,预计2027年开始有规模化的高性能电池需求。

 

产业链企业加速布局

目前,多家电池企业和整车厂商正加快在固态电池领域的研发和应用。

卫蓝新能源研发总监徐航宇表示,截至目前,卫蓝新能源在全国共建有5处生产基地、3处研发运营平台,共规划电解质浆料产能1万吨,电池产能超50GWh。4月3日,搭载卫蓝新能源360Wh/kg固态电池的车型正式量产下线,续航突破1000公里。
车企方面,据了解,今年10月份,搭载光年固态电池(该电池为半固态电池)的智己L6,将正式交付用户;该电池能量密度超过300Wh/kg,续航里程超过1000公里。此外,搭载全固态电池的智己新车型,预计将在2027年实现量产,并正式交付用户。另外,日前广汽埃安也宣布,计划在2026年实现全固态电池的开发,并首先搭载于昊铂车型。
全固态电池已成为全球电池科技的竞争焦点。日本、韩国等企业也先后发布了全固态电池的商业化计划。“固态电池将助力交通电动化、能源清洁化,加速第三次能源革命。”徐航宇表示。

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