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电池专题

固态电池作为锂电池下一代的重要方向,从市场的角度来看,如果能够量产使用,将会很大程度上改变目前的电池市场格局

来源:宝鄂实业    2019-03-15 09:39    点击量:

尽管全球的固态电池研发和投资热闹非凡,但整体来看,车用固态电池尚处于研发阶段,远未进入量产阶段。

 

“虽然固态电池具有高安全性、高能量密度、循环次数高、相对较轻等特点,但界面阻抗大(电解质跟材料界面是固—固状态,不利于锂离子传输)、快充难度大(高阻抗、低导电率导致内阻大)、成本高等一系列问题尚待解决。”劲邦资本合伙人王荣进如此分析。

 

中科院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊认为,现在的固态电池还停留在研发阶段,主要是因为固态电池存在容量衰减、内阻增加、内路短、热失控、日历等失效行为,降低了电池的能量密度、功率密度、循环寿命、安全性和可靠性。

 

从实操的角度来看,清陶新能源材料研究院院长何泓材认为,固态电池研发和生产的挑战主要在于:高离子导电率固态电解质材料的开发、固体与固体之间的接触界面高阻抗和稳定性、固态电池特需设备的开发等。只有对这些挑战都找到解决方案,固态电池才能够实现量产。不少创业公司可能仅仅在其中一两点上有自己的解决方案,最终还是没能实现固态电池的产业化。

 

青域基金创始人徐政军的解释是,国内虽然有不少科研院所、产业龙头都在布局研发,但大都还在实验室样品阶段。媒体宣传的所谓固态电池,都不是真正的“全固态锂电池”,很多都是半固态锂电池,采用固液混合电解质技术。

 

在王荣进看来,固态电池的应用演进路径是:先要在消费电子领域推广,经过充分的验证后, 再经过1~2年整车测试验证,才能真正在汽车上使用,这一过程至少还需要5~7年。

 

固态/半固态电池巨大的发展潜力同样引起了资本界的关注。今年年初,外媒报道称,24M获得了2180万美元(约1.5亿元)的D轮融资,该轮融资由日本两家企业界巨头京瓷集团和伊藤忠商事株式会社领投。加上最新一轮的投资,迄今为止该公司募资总额已经达到7180万美元(约4.9亿元)。

 

日本

 

日本巨头的投资自然不是突然的心血来潮。据起点锂电大数据记者了解,目前日本对半固态电池的布局较为全面,包括丰田、本田、松下等23家汽车、电池和材料企业,以及京都大学、日本理化学研究所等15家学术机构也在联合研发电动车全固态锂电池。

 

上个月,丰田汽车宣布,将于松下共同建设一家新的合资公司展开车用方形电池事业,合作内容包括丰田拟向新公司出资51%,松下出资49%,共同开发全固态电池。据了解,丰田已研究固态电池多年,按照其规划,将于本世纪20年代初实现全固态电池商业化。

 

中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事欧阳明高曾透露,日本为应对中国和韩国电池产业的崛起,据全国之力研发下一代固态电池,每年政府经费达到50-100亿日元。

 

中国

 

面对日本的强势布局,国内企业也并不示弱。据起点锂电大数据记者了解,国内企业中清陶能源、宁德时代、赣锋锂业、比亚迪、国轩高科、辉能科技等已有这方面的行动。

 

在今年年初的美国CES展上。辉能科技推出了新一代革命性的原创固态电池技术。该新一代电池包与传统电池的差异主要在于两方面:电池包仅有四颗电池芯构成;自带散热系统的电芯。

 

目前,辉能固态电池包技术已吸引中欧美日车厂试样,并与欧洲某汽车集团洽谈合作计划,预计最快今年便能看到全球首台采用“BiPolar+三维结构固态电池包技术”的样车展出。

 

四颗电池芯就能组成一辆整车电池的三维结构固态电池包

 

运用该技术的电池包单一电芯已可达到85.2伏、20度电以上,只需要四颗电芯就能驱动整车,因此省去大量连接线材,将电池包体积缩小了五成。

 

随后,1月12日,在中国电动汽车百人会论坛期间,一台天际ME7成为了大家争相讨论的焦点,这也是国内首台公开展示的固态电池样车。

 

天际汽车搭载固态电池动力的ME7展车 工信部苗圩部长饶有兴致地坐进车内体验,并给予了高度评价

 

清华大学材料学院副教授李亮亮表示:“固态电解质不易燃,还不会产生液态电解质,因此不带腐蚀性,是解决电池安全性问题的有效方案,也符合未来电池发展的趋势。”

 

韩国

 

在锂电池领域与中日三分天下的韩国对固态电池亦虎视眈眈,早在2017年,三星SDI就于北美车展展出了固态电池;2018年11月,三星SDI、LG化学和SK创新计划联手开发核心电池技术,并将成为1000亿韩元的基金,用于进行固态电池、锂金属电池等的研发。

 

德国

 

作为包揽了几乎全球优质车企的德国,在新能源汽车逐渐成为趋势的今天,动力电池似乎成为了德国上下的一块“心病”。既然锂电池中日韩三分天下的局势已定,那么固态电池或将成为不错的选择。

 

大众汽车去年宣布,向加州初创公司QuantumScape注资1亿美元,用于固态电池的开发和量产。后者计划在2025年研发并拥有可量产的固态电池。此外,宝马也宣布,将携手电池技术公司SolidPower共同研发全新的固态电池,此前SolidPower曾打造出了一种全新的固态电池,在相同重量下,其电量达传统锂电池的2--3倍。

 

小结

 

固态电池作为锂电池下一代的重要方向,从市场的角度来看,如果能够量产使用,将会很大程度上改变目前的电池市场格局,因此,跑马圈地已成为各个国家的共识;从应用的角度来看,固态电池结构中没有气体和液体,拥有高密度性、高安全性等无可比拟的优势。