中國儲能網(wǎng)訊：2024年剛開年，動力電池領(lǐng)域接連傳出重磅消息。
先是全球巨頭量子景觀公司宣布其固態(tài)電池通過了可破行業(yè)記錄的50萬公里耐久性測試；后有工信部明確釋放“加大全固態(tài)電池技術(shù)攻關(guān)力度”的信號……海內(nèi)外一系列“大動作”不難看出，全固態(tài)電池將成為新的一年新能源領(lǐng)域重點(diǎn)開“卷”的方向。
一直以來，動力電池被譽(yù)為新能源汽車的“心臟”，是新造車生產(chǎn)最關(guān)鍵的一環(huán)，而全固態(tài)電池憑借遠(yuǎn)超于鋰離子電池的能量密度和安全性等多重優(yōu)勢，被視為動力電池未來的終極形態(tài)。
然而現(xiàn)階段，無論是國內(nèi)還是海外市場，受制于離子電導(dǎo)率、固固界面等技術(shù)問題和成本問題，全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化都面臨一系列瓶頸，甚至有觀點(diǎn)認(rèn)為，誰能率先實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化，誰才能在全球新能源汽車市場掌握真正的話語權(quán)。
最緊張的博弈時(shí)刻，各競爭者又站到了同一條起跑線，而在城市維度，近日取得國際領(lǐng)先全固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)的青島，率先拿到一個(gè)“賽點(diǎn)”。
化解鋰電“焦慮”的終極方案
相較于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車的使用成本更低、智能化程度更高，從理論上來講，駕駛體驗(yàn)是完全不會落下風(fēng)的，但問題就出在電池上。
例如，一輛普通的燃油車滿油狀態(tài)下能夠輕松跑到700-800公里的續(xù)航里程，而市面上的純電動車，滿電狀態(tài)下實(shí)際能跑到700公里的已經(jīng)可以算是非常不錯(cuò)的續(xù)航成績；再比如，普通燃油車加滿一箱油的時(shí)間大概只需三分鐘，而電動車的充電時(shí)間仍然以幾十分鐘來計(jì)算，即便是最具有優(yōu)越感的換電技術(shù)，從車子進(jìn)入到駛離換電站也得需要五分鐘左右的時(shí)間；此外，低溫環(huán)境下的電池性能問題、易燃易爆炸的安全性問題也都是懸在電動車頭頂?shù)摹斑_(dá)摩克利斯之劍”。
在上汽時(shí)代動力電池系統(tǒng)有限公司車間，一輛運(yùn)輸車在運(yùn)送安裝完成的動力電池系統(tǒng)件。 來源：新華社
于是，想辦法提高電池的能量密度和安全性成為國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)、新能源企業(yè)致力的方向。目前市面上的電動汽車普遍搭載的是液態(tài)鋰電池，能量密度上已經(jīng)接近理論值的天花板300Wh/Kg，要想達(dá)到更高的能量密度，只有將現(xiàn)在的液態(tài)電解質(zhì)升級為全固體電解質(zhì)，進(jìn)而可以選擇活性更高的金屬負(fù)極，來提高電池的能量密度。理論上講，300Wh/Kg不過是全固態(tài)電池的起點(diǎn)，它能夠?qū)⒛芰棵芏却蠓嵘龄囯x子電池的2倍。而固態(tài)的形式體積更小，不易揮發(fā)不易燃，在安全性、充放電速度和循環(huán)壽命等方面也具有無可比擬的優(yōu)勢。
以此次量子景觀破行業(yè)紀(jì)錄的固態(tài)電池為例，在經(jīng)歷了長達(dá)數(shù)月、1000多次充電循環(huán)測試后，其電池容量保持率仍高達(dá)95%以上，且測試數(shù)據(jù)顯示，裝備了該固態(tài)電池的電動汽車，在電池的全生命周期內(nèi)，可以行駛超過50萬公里，不會有任何續(xù)航能力衰退。
可以說，如果要徹底化解新能源汽車的電池“焦慮”，全固態(tài)電池的研發(fā)與量產(chǎn)是一條必須探尋的理想方案。
有賣點(diǎn)無市場
“在全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化方面，國內(nèi)外都面臨瓶頸，目前可以說中國與其他國家站在同一起跑線上。”中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教向記者坦言，對于新造車產(chǎn)銷量早已遙遙領(lǐng)先的國內(nèi)市場來說，難得與其他國家“步調(diào)一致”，而這也從側(cè)面說明了全固態(tài)電池的商業(yè)化之難。
“全固態(tài)電池還有很多難題需要解決，例如離子電導(dǎo)率問題、固固界面問題、成本問題等等。”于清教表示。此前，大眾、豐田、寶馬等全球汽車制造商都曾競相押注全固態(tài)電池，但歷經(jīng)數(shù)十年的研究和數(shù)十億美元的投資，作為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)全固態(tài)電池，仍然有技術(shù)創(chuàng)新、高昂成本等問題難以解決。豐田作為最先開展固態(tài)電池研發(fā)的企業(yè)，更是將全固態(tài)電池的推測量產(chǎn)時(shí)間從此前的2027年推遲到了2030年以后。
僅以成本為例，蔚來汽車曾透露，一塊150kWh的半固態(tài)電池價(jià)格就已接近30萬元，顯然，對于大部分還在虧損中的新能源車企來說，很難入股這筆巨資投入?yún)s短期難盈利的生意。
風(fēng)口財(cái)經(jīng)記者梳理發(fā)現(xiàn)，盡管當(dāng)前涉足固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的企業(yè)較多，但大多是停留在研發(fā)階段，不少上市公司在最新回應(yīng)固態(tài)電池材料進(jìn)度方面多以測試、送樣為主，更有上市企業(yè)直言尚不具備規(guī)?；?、工業(yè)化生產(chǎn)能力。
“目前國內(nèi)企業(yè)多數(shù)從半固態(tài)電池入手，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度會更快一些?！庇谇褰瘫硎?，相較于國外死磕技術(shù)但進(jìn)展緩慢的激進(jìn)型全固態(tài)電池研究思路，國內(nèi)一手抓全固態(tài)研發(fā)、一手抓半固態(tài)量產(chǎn)的漸進(jìn)性技術(shù)路線更為實(shí)際，2023年我國已實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車。
“我國在新能源汽車、儲能等下游消費(fèi)市場培育較好，電池供應(yīng)鏈相對完備，制造水平與成本控制等方面其實(shí)是具備很多優(yōu)勢的。”于清教分析道，因此即便是面對同一道難題，國內(nèi)市場仍然可以掌握較大勝算。
國際領(lǐng)先！青島拿到“賽點(diǎn)”
面對日、韓、美、歐等國對全固態(tài)電池技術(shù)大力研發(fā)，如何打贏下一場電動化之戰(zhàn)，是中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的新命題，而隨之而來的，關(guān)于固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)高地的爭奪戰(zhàn)也會在各城市之間打響。
據(jù)風(fēng)口財(cái)經(jīng)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，重慶、東莞、溧陽、義烏、湖州等城市均已完成固態(tài)電池相關(guān)項(xiàng)目的簽約，總投資金額已經(jīng)高達(dá)千億元人民幣，并且還將持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)。
近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所完成了兩項(xiàng)新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)——高性能碳基鋰離子電容器關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)技術(shù)、無機(jī)硫化物全固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)的成果評價(jià)，這兩項(xiàng)技術(shù)被一致認(rèn)為整體達(dá)到了國際先進(jìn)水平，并且具備廣泛的應(yīng)用潛力。
其中，無機(jī)硫化物全固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，率先突破了全固態(tài)軟包鋰電池循環(huán)壽命差的技術(shù)難點(diǎn)，成功開發(fā)出長循環(huán)壽命的全固態(tài)軟包鋰電池，循環(huán)4000次，容量保持率為80%，目前，該項(xiàng)目正籌建硫化物全固態(tài)電池中試線，并有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
而這也意味著，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)上半場“慢了一小步”的青島，在下半場電池革命的風(fēng)口中“快了一大步”。
事實(shí)上，近年來致力于新汽車產(chǎn)業(yè)的青島，一直堅(jiān)持科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化相結(jié)合的思路，注重科研單位與產(chǎn)業(yè)界的合作，不斷探索新能源技術(shù)的發(fā)展路徑。例如，由吉林大學(xué)青島汽車研究院、中國石油大學(xué)、山東科技大學(xué)等高校單位及部分整車企業(yè)共同發(fā)起成立的青島市汽車產(chǎn)業(yè)科創(chuàng)聯(lián)盟，將整合優(yōu)勢資源，打造山東半島功能最全、產(chǎn)業(yè)鏈最完整的汽車研發(fā)、制造、示范的汽車產(chǎn)業(yè)科創(chuàng)聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)資源在青島的集聚共享。
既看得見技術(shù)，又看得見市場，青島搶跑在“春天里”……
