中國儲能網(wǎng)訊：全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)裝車“時間遙遙”，但半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化持續(xù)加速。
綜合多方信息預(yù)判，今年蔚來、上汽等車企有望批量生產(chǎn)半固態(tài)電池車型，廣汽、長安等也計劃在明后年推出半固態(tài)電池車型。孚能科技、蜂巢能源、億緯鋰能、力神電池、國軒高科、清陶能源等電池廠商都在該領(lǐng)域迅猛發(fā)力。
“半固態(tài)電池2024年即有望在新能源汽車市場量產(chǎn)裝車，2030年可見大規(guī)模商業(yè)化的全固態(tài)動力電池。”中國銀河證券在研報中分析稱。
半固態(tài)電池裝車大提速
半固態(tài)電池是固態(tài)電池裝車的急先鋒。國泰君安證券分析指出，固態(tài)電池的普及將先從半固態(tài)開始，循序漸進(jìn)。后續(xù)待技術(shù)穩(wěn)定，工藝確定后成本下降，半固態(tài)電池將慢慢起量，而后逐步迭代到全固態(tài)電池。
目前半固態(tài)電池裝車進(jìn)程已經(jīng)步入快車道。2023年8月，上汽集團與清陶能源聯(lián)合開發(fā)的第一代半固態(tài)電池裝車試驗，被測試車輛最大續(xù)航里程達(dá)到1083公里。上汽集團透露，2024年起半固態(tài)電池將在公司不同車型上實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。其中，智己L6將率先應(yīng)用半固態(tài)電池技術(shù)。
蔚來半固態(tài)電池車型預(yù)計也將在2024年實現(xiàn)量產(chǎn)。2023年12月，蔚來CEO李斌親自駕駛搭載150kWh半固態(tài)電池包的ET7進(jìn)行冬季測試，車輛續(xù)航里程突破1000公里。據(jù)透露，蔚來150kWh電池包采用固液混合電解質(zhì)，硅碳復(fù)合負(fù)極材料和超高鎳正極材料，能量密度為360Wh/kg。
在商用車方面，一汽解放近期與孚能科技舉行新能源專項意向合作簽約儀式，雙方將致力于共同推廣半固態(tài)、固態(tài)電池商用車市場及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。孚能科技的半固態(tài)、固態(tài)電池性能，將高度匹配一汽解放產(chǎn)品路線。此前，孚能科技透露，其第一代半固態(tài)產(chǎn)品在2022年9月投產(chǎn)，第二代將在2025年投產(chǎn)。
電池中國還注意到，力神電池于今年1月完成全新一代半固態(tài)電池開發(fā)，能量密度達(dá)402Wh/kg。據(jù)介紹，該產(chǎn)品兼顧高能量密度和高安全性能，采用新型集成設(shè)計技術(shù)，通過調(diào)控電化學(xué)工藝制式抑制過渡金屬溶出和結(jié)構(gòu)錯位生長，實現(xiàn)半固體電池的超輕量化和高安全。據(jù)悉，該產(chǎn)品未來將主要瞄準(zhǔn)超長續(xù)航中高端電動汽車，以及eVTOL(電動垂直起降飛行器)等領(lǐng)域。
除了上述企業(yè)外，國軒高科早在2022年就首次公開展示了半固態(tài)電池產(chǎn)品，能量密度達(dá)360Wh/kg；蜂巢能源2023年年底推出了其全球首款方形半固態(tài)電池——二代果凍電池,采用了二代果凍電解質(zhì)技術(shù)和一體化復(fù)合正極技術(shù)，顯著提升了安全性和能量密度；億緯鋰能透露，公司的半固態(tài)電池基于50Ah的軟包電池，可實現(xiàn)高達(dá)500Wh/kg的能量密度。
值得注意的是，半固態(tài)電池除了應(yīng)用于車端，在儲能領(lǐng)域也大有作為。近期，冠盛股份宣布，公司控股子公司冠盛東馳擬在溫州市投資新建半固態(tài)磷酸鐵鋰電池建設(shè)項目，項目總投資約10.32億元，產(chǎn)品為電芯及系統(tǒng)，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)量約210萬支，產(chǎn)品適宜于戶用儲能、工商業(yè)儲能和風(fēng)能太陽能等大型儲能領(lǐng)域。
循序漸進(jìn)的商業(yè)化進(jìn)程
從技術(shù)上來講，目前傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池在能量密度方面已經(jīng)接近“天花板”?！肮虘B(tài)電池以能量密度高、安全性高而著稱。液態(tài)電池的理論能量密度上限在300Wh/kg左右，但僅僅是半固態(tài)電池的能量密度就能達(dá)到350Wh/kg，而全固態(tài)電池能量密度能超過500Wh/kg。”業(yè)內(nèi)人士分析稱。
固態(tài)電池未來的市場前景十分廣闊。據(jù)業(yè)內(nèi)機構(gòu)預(yù)測，預(yù)計2024年全球固態(tài)電池（含半固態(tài)電池）市場空間為19.5億元，2030年市場空間有望達(dá)到1162.3億元。
不過，全固態(tài)電池量產(chǎn)裝車的難度很大。中國工程院外籍院士孫學(xué)良指出，全固態(tài)電池正極、電解質(zhì)、負(fù)極的化學(xué)組成和物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)還需改進(jìn)，材料間兼容性、界面穩(wěn)定性仍需提升，電池整體的安全管理策略及工程化制備技術(shù)尚不成熟，這些都是還需突破的難關(guān)。
而且，目前全固態(tài)電池較液態(tài)電池成本高出許多，東吳證券分析師表示，全固態(tài)電解質(zhì)目前難以輕薄化，用到的部分稀有金屬原材料價格較高，疊加為高能量密度使用的高活性正負(fù)極材料尚未成熟，全固態(tài)電解質(zhì)和正負(fù)極成本較高。
相比于全固態(tài)電池，半固態(tài)電池量產(chǎn)的難度大大降低。
“半固態(tài)對于現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池體系更迭較小，半固態(tài)路線仍然會使用隔膜與液態(tài)電解液，其制備方法大部分沿用傳統(tǒng)鋰離子電池工藝與裝備技術(shù)?！睒I(yè)內(nèi)人士指出，在兼顧性能和安全性的同時，半固態(tài)電池保留一定量電解液，可以提高循環(huán)性能及倍率性能，改善固態(tài)電池導(dǎo)電率低的問題，成本相對于全固態(tài)電池更低。
從整體來講，固態(tài)電池商業(yè)化路徑是循序漸進(jìn)的。中信證券判斷，隨著半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，全固態(tài)電池未來可期。材料體系方面，預(yù)計正極材料將從高鎳三元過渡至富鋰錳基，負(fù)極將從硅碳負(fù)極過渡至金屬鋰。隨著產(chǎn)業(yè)鏈降本和產(chǎn)業(yè)化程度提升，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)將充分受益。
