中國儲能網(wǎng)訊：動力電池可以理解成一個“三明治”結(jié)構(gòu)，上下由正負(fù)極組成，中間夾著隔膜。傳統(tǒng)液態(tài)電池將電池的上中下三個結(jié)構(gòu)都浸泡在液態(tài)電解質(zhì)中，半固態(tài)電池則將電池內(nèi)的液體“擠出”一部分，部分換成固態(tài)的電解質(zhì)。電池內(nèi)的液體全部被“擠出”并替換為固態(tài)電解質(zhì)時，就成了全固態(tài)電池。
近日，固態(tài)電池新勢力企業(yè)太藍(lán)新能源宣布，該公司位于重慶的第一條半固態(tài)動力電池產(chǎn)線即將于今年10月投產(chǎn)。此前，國軒高科也發(fā)布了一款半固態(tài)電池，稱將在年底量產(chǎn)上車。
6月1日，國家發(fā)改委等九部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》指出，要研發(fā)儲備鈉離子電池、液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等高能量密度儲能技術(shù)。今年以來，多家企業(yè)積極布局半固態(tài)電池，動力電池新賽道是否就此開啟？
更長續(xù)航更加安全
何為半固態(tài)電池？上海交通大學(xué)密西根學(xué)院副教授薄首行向記者介紹：“動力電池可以理解成一個‘三明治’的結(jié)構(gòu)，上下由正負(fù)極組成，中間夾著隔膜。傳統(tǒng)液態(tài)電池將電池的上中下三個結(jié)構(gòu)都浸泡在液態(tài)電解質(zhì)中，半固態(tài)電池則將電池內(nèi)的液體‘?dāng)D出’一部分，部分換成固態(tài)的電解質(zhì)。電池內(nèi)的液體全部被‘?dāng)D出’替換為固態(tài)電解質(zhì)時，就成了全固態(tài)電池?！?
一眾企業(yè)正積極研發(fā)半固態(tài)電池。“一方面是因為半固態(tài)電池中液體減少，電池重量降低，儲存能量變高，能量密度提升；另一方面則是因為固態(tài)電解質(zhì)不可燃，半固態(tài)電池減少了液體，降低了可燃性，安全性大大提高?！北∈仔姓f。
國軒高科方面也向記者表示，“固態(tài)、半固態(tài)技術(shù)可以顯著提升能量密度，大幅增加電池續(xù)航。此外，半固態(tài)技術(shù)相較傳統(tǒng)電池技術(shù)也更安全。目前，國軒高科半固態(tài)電芯能量密度可達(dá) 360 瓦時/千克，裝車車型續(xù)航里程達(dá)1000公里。同時，國軒高科的半固態(tài)電池已通過嚴(yán)苛的針刺測試和高于國標(biāo)的熱箱測試?！?
也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為半固態(tài)電池的逐步量產(chǎn)，會提升行業(yè)信心，吸引更多資源投入這項技術(shù)研發(fā)。
多方考量的折中之選
此前，業(yè)內(nèi)曾有觀點稱“固態(tài)電池是動力電池的最終形態(tài)”，但全固態(tài)電池仍面臨工藝技術(shù)等難題，商業(yè)化應(yīng)用還需等到2025年之后。
“液態(tài)電池因液體遷移速度快的特性，離子在正負(fù)極之間可快速傳導(dǎo)，動力電池的充電速度因此較快，而全固態(tài)電解質(zhì)往往達(dá)不到這種速度，充電速度不佳。”薄首行認(rèn)為，當(dāng)前市場對于半固態(tài)電池的熱衷，恰巧是一個折中的辦法，“既可以在性能和安全性上有所提升，又可以保障充電速度等電池關(guān)鍵性能指標(biāo)?！?
力神電池研究院馬洪運認(rèn)為：“半固態(tài)電池受到業(yè)內(nèi)追捧的主要原因是采用了固液混合電解質(zhì)，在提升電池安全性能的基礎(chǔ)上，可以最大程度兼容現(xiàn)有的工藝、設(shè)備及材料，是現(xiàn)階段綜合性能較優(yōu)異的產(chǎn)品。”
不過，也有業(yè)內(nèi)人士坦言：“全固態(tài)電解質(zhì)在材料層面存在規(guī)模化量產(chǎn)受限及成本相對較高的難題，短期內(nèi)不會對三元電池和傳統(tǒng)鋰離子電池形成巨大沖擊?！?
企業(yè)積極布局
從生產(chǎn)的角度來說，薄首行認(rèn)為，半固態(tài)電池在一定程度上屬于“換湯不換藥”，與傳統(tǒng)鋰離子電池生產(chǎn)工藝匹配性較高，只需局部調(diào)整原有生產(chǎn)架構(gòu)就可實現(xiàn)。
同時，各企業(yè)技術(shù)水平已發(fā)展完善。如力神電池在半固態(tài)和固態(tài)電池的模型仿真研究、新型材料開發(fā)、新型化學(xué)體系設(shè)計、特殊電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝制造過程開發(fā)及失效機(jī)理研究等方面，解決了半固態(tài)電池生產(chǎn)的核心技術(shù)難題。
記者梳理發(fā)現(xiàn)，已有多家企業(yè)入局半固態(tài)電池。今年1月，孚能科技在互動平臺上稱“第一代半固態(tài)電池送樣給整車廠客戶，獲得了良好反饋”；同月，贛鋒鋰電稱半固態(tài)電池已在東風(fēng)風(fēng)神E70實現(xiàn)裝車運行；4月，蜂巢能源與中科院共同組建固態(tài)電池技術(shù)研究中心……
不過，半固態(tài)電池并不是動力電池廠商的最終目標(biāo)。國軒高科表示，“400瓦時/千克的三元半固態(tài)電池目前已有原型樣品，未來還將通過技術(shù)創(chuàng)新，加速液態(tài)電池向半固態(tài)電池過渡，最終實現(xiàn)全固態(tài)?！?
