技術從來都是螺旋式上升,突破并非一朝一夕。
8月2日,大眾集團首席執行官赫伯特·迪斯聲稱,大眾集團將在歐洲建廠生產固態電池,并有望在2024-2025年間實現量產;而日前美國能源部直接財政撥款910萬美元給通用汽車用于研發,并表明其中200萬美元要與固態電池開發有關;8月22日,蔚來汽車與輝能科技戰略合作協議,雙方將共同打造采用輝能MAB固態電池包的樣車。未來雙方將圍繞固態電池的生產等展開進一步的合作。
一系列跡象表明,國內外汽車廠商都開始對固態電池加大投入。其根本原因是鋰電技術的部分局限性,固態電池的盈利前景巨大。
一、鋰電的技術局限
中汽協數據顯示,7月我國新能源乘用車銷售6.7萬輛,環比下降51.4%,同比下降9.4%。
我國新能源汽車銷量7月份遇冷,表面上看是受政策補貼下滑影響,其實還是核心的鋰離子電池技術局限,性價比還不夠高,安全性受質疑,產品優勢不夠明顯。
因此要想保住銷量,在無補貼時代活得更好,鋰離子電池必須降成本,實現高安全性、高能密度、輕重量等目標。
就目前情況看,正極材料已轉向高鎳三元發展;負極材料雖集中于石墨材料,但也向硅碳負極進行過渡。
不過正負極材料性能即使足夠好,能量密度還是會止步于400Wh/kg,這是由正負極材料的理論容量所決定的。
相反,固態電池其堿金屬電極能增加能量密度,還能延長使用壽命,同時固態電解質的傳輸效率高,不會發生過熱爆炸,有充分的安全性。
二、安全性能為主
盡管今年7月銷量遇冷,但總體來看新能源汽車銷量依舊逐年增長。
新能源汽車發生安全事故,其中電池自燃占31%,這讓潛在消費者顧慮重重,也影響新能源汽車發展進程的推進。
新能源汽車的安全性,牽動著市場消費者的心,很容易產生負面影響,畢竟沒有人愿意拿生命去買車。
而選用固態電解質,將會有效降低電池自燃風險。
現在各國車企都在大力研發固態電池技術,某種程度上,就是試圖用高安全性這個“護城河”,攔截競爭對手,占領更多市場。
三、固態電池發展路線
固態電池采用不可燃的固態電解質替換可燃性的有機液態電解質,將會大幅提升電池系統的安全性,同時能夠更好適配高能量正負極并減輕系統重量,實現能量密度同步提升??梢哉f很好地彌補了鋰離子電池的上述兩大技術局限。
在各類新型電池體系中,固態電池是距離產業化最近的下一代技術,這已成為產業與科學界的共識。
固態電池的發展過程,本質上是減少液態電解液使用,從半固態到準固態,最終邁向無液體的全固態電池。
固態電池電導率高,機械強度高,能量密度高,但電極和電解質界面還存在研究難點,大規模產業化、降低成本等難題還有待攻克。但固態電池已經邁出產業化的步伐。
有利的一面是國內鋰電池領域有對應的技術積累和產業資源,可協助實現小部分商業化的固態電池產品。不利的一面是成本和應用領域受限,對比傳統鋰電暫未形成足夠的競爭優勢。
四、固態電池應用
固態電池是鋰電池技術發展的必然結果,在特定應用領域,完全可以替代現有鋰電產品。
固態電池體積小,有望率先發揮安全與柔性優勢,優先在成本敏感度小的微電池領域擴展,如RFID、植入式醫療設備、無線傳感器等。
然后隨著技術和產品成熟,固態鋰電池成本降低,再加上高能密度和體容量小,可裝載于行程較短的家用乘用車、公交車,作為動力電池使用。
最后大規模踏入電動車與儲能市場,從高端品牌往下滲透,實現下游需求的全面爆發。
固態電池技術的突破,將會給包括新能源汽車在內的許多應用領域帶來巨大收益,形成至少萬億級規模市場。
固態電池,才剛嶄露頭角,未來的路還需要時間磨練。