中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：鋰離子電池市場(chǎng)繁榮之下，擁有更高能量密度和安全性能的全固態(tài)電池越來(lái)越受到業(yè)界關(guān)注。
近日，韓國(guó)電池供應(yīng)商SK on公布最新款全固態(tài)電池工藝方案，提出使用光子燒結(jié)技術(shù)生產(chǎn)復(fù)合固體電解質(zhì)，在電池生產(chǎn)工藝中采用這一技術(shù)可顯著提高固體電解質(zhì)反應(yīng)能力，產(chǎn)生具有更高性能的固體材料。無(wú)獨(dú)有偶，美國(guó)電池生產(chǎn)商Microvast也于今年1月公布最新全固態(tài)電池研發(fā)成果，提出可通過(guò)最新的雙極堆疊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更高工作電壓，同時(shí)保障電池安全性能。
鋰離子電池市場(chǎng)繁榮之下，擁有更高能量密度和安全性能的全固態(tài)電池越來(lái)越受到業(yè)界關(guān)注。面對(duì)這一新興技術(shù)，各大電池生產(chǎn)商已開(kāi)啟“競(jìng)賽”。隨著產(chǎn)品性能持續(xù)提升、材料工藝不斷優(yōu)化，業(yè)界普遍認(rèn)為全固態(tài)電池或在數(shù)年內(nèi)迎來(lái)大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)機(jī)。
固態(tài)電池工藝涌現(xiàn)突破
對(duì)于復(fù)合固體電解質(zhì)研發(fā)的最新突破，韓國(guó)研究人員表示，由氧化物和聚合物復(fù)合而成的電極材料展現(xiàn)了出色的循環(huán)壽命，通常情況下生產(chǎn)氧化物電極材料可能需要超過(guò)1000攝氏度的超高溫，這也成為量產(chǎn)的一大阻礙，推高了這種材料的量產(chǎn)成本，而復(fù)合材料所需溫度相對(duì)較低，同時(shí)電池性能也更高。
公開(kāi)消息顯示，SK on目前正在研發(fā)兩款全固態(tài)電池，一款以氧化物聚合物復(fù)合為固體電解質(zhì)，一款以硫化物為固體電解質(zhì)。根據(jù)該公司計(jì)劃，這兩款全固態(tài)電池將分別于2027年和2029年初步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
美國(guó)電池技術(shù)公司Microvast全固態(tài)電池的技術(shù)突破，則聚焦在雙極堆疊架構(gòu)和一種專(zhuān)有的全固態(tài)電解質(zhì)隔膜。在該公司技術(shù)人員看來(lái)，全固態(tài)電池?cái)[脫了傳統(tǒng)鋰離子電池和半固態(tài)電池液體電解質(zhì)的限制，可以顯著提高工作電壓。
與目前行業(yè)廣泛應(yīng)用的鋰離子電池相比，全固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)代替電解液，從技術(shù)角度來(lái)看，固態(tài)電解質(zhì)擁有相對(duì)更高的能量密度、更高的安全性以及更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。從全固態(tài)電池問(wèn)世至今，這種新興技術(shù)已獲得大量關(guān)注，目前，多國(guó)電池制造商都看準(zhǔn)這一機(jī)會(huì)，研發(fā)突破不斷涌現(xiàn)的背后反映出各大廠商在這一領(lǐng)域“一較高下”的決心。
多國(guó)競(jìng)逐固態(tài)電池賽道
據(jù)了解，包括SK on、三星、LG在內(nèi)的多家韓國(guó)電池生產(chǎn)商都已經(jīng)開(kāi)始布局全固態(tài)電池，同時(shí)也在加速申請(qǐng)技術(shù)和產(chǎn)品專(zhuān)利。2024年，三星也公布了一款全固態(tài)電池樣品，并表示將在2026年開(kāi)啟量產(chǎn)。與此同時(shí)，中國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)電池制造商同樣早早走上這一賽道，各大車(chē)企也紛紛下場(chǎng)投資，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展正加速前進(jìn)。
放眼國(guó)內(nèi)，2023年，六部門(mén)發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出要開(kāi)發(fā)安全經(jīng)濟(jì)的新型儲(chǔ)能電池，加快研發(fā)固態(tài)電池、鈉離子電池等新型電池，同時(shí)加強(qiáng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系研究。目前，比亞迪、奇瑞汽車(chē)、寧德時(shí)代等企業(yè)都表示將加速固態(tài)電池商業(yè)化落地。
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省則在2024年發(fā)布了《電池供應(yīng)保證計(jì)劃》，提出年底共批準(zhǔn)4個(gè)全固態(tài)電池相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目。豐田、日產(chǎn)等生產(chǎn)商也陸續(xù)公布了全固態(tài)電池商業(yè)化“時(shí)間表”。
德國(guó)車(chē)企梅賽德斯奔馳集團(tuán)也在2024年宣布，將與合作伙伴共同開(kāi)發(fā)固態(tài)電池，認(rèn)為在2030年前將實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)。
市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢統(tǒng)計(jì)顯示，去年，日本共批準(zhǔn)了豐田、出光興產(chǎn)、三井金屬和東洋鋼鈑等企業(yè)的研發(fā)項(xiàng)目，以支持全固態(tài)電池相關(guān)材料研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)突破。同期，中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)，以及歐洲部分國(guó)家也積極發(fā)展這項(xiàng)新技術(shù)，全固態(tài)電池的商用化競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈。
降本量產(chǎn)指日可待
在伍德麥肯茲分析師麥克斯·雷德看來(lái)，隨著各大企業(yè)加速布局，全固態(tài)電池已經(jīng)走上商業(yè)化道路。目前來(lái)看，這一新興技術(shù)發(fā)展?jié)摿κ悖踩?、更大能量密度的電池產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)指日可待。
實(shí)際上，作為從液體電解質(zhì)向固態(tài)電解質(zhì)的“過(guò)渡技術(shù)”，當(dāng)前已有半固態(tài)電池小批量進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，電動(dòng)汽車(chē)最大里程已從450公里左右提高到500公里以上。業(yè)界普遍認(rèn)為，盡管當(dāng)下固態(tài)電池工藝相對(duì)復(fù)雜，制造工藝成本相對(duì)更高，但隨著制造規(guī)模擴(kuò)大、工藝流程進(jìn)一步優(yōu)化，成本有望走向快速下降通道，最終商業(yè)化量產(chǎn)產(chǎn)品有望將電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍烫岣咧?00公里水平。
國(guó)際能源署在其《電池與安全能源轉(zhuǎn)型》報(bào)告中指出，電池生產(chǎn)制造工藝的創(chuàng)新有望進(jìn)一步降低鋰離子電池生產(chǎn)成本，到2030年，工藝創(chuàng)新有望讓全球鋰離子電池平均成本較2023年下降40%，而從目前來(lái)看，全固態(tài)電池有望在2030年后實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，這也將為行業(yè)帶來(lái)更高性能的電池。
根據(jù)TrendForce集邦咨詢預(yù)測(cè)，2030年后，當(dāng)全固態(tài)電池應(yīng)用規(guī)模大于10吉瓦時(shí)，全固態(tài)電池電芯價(jià)格將降至1元/瓦時(shí)左右；而到2035年，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)大規(guī)?？焖偻茝V后，全固態(tài)電芯價(jià)格將有望進(jìn)一步下降至0.6元/瓦時(shí)至0.7元/瓦時(shí)。
在市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)開(kāi)源證券看來(lái)，隨著固態(tài)鋰電池技術(shù)不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈不斷成熟，固態(tài)電池有望憑借能量密度高、安全性能好等優(yōu)勢(shì)與液態(tài)鋰電池互補(bǔ)發(fā)展。
