固態(tài)電池，被稱為未來鋰電池的發(fā)展方向。據(jù)中銀國際測算，2030年全球固態(tài)電池市場空間有望達(dá)到1500億元以上。

近日，又有多家車企、電池廠商宣布加大對固態(tài)電池領(lǐng)域的投資，這一電池技術(shù)再一次“火”了!

多家企業(yè)加碼固態(tài)電池

據(jù)外媒報道，韓國電池制造商SK Innovation將向福特汽車支持的固態(tài)電池開發(fā)商Solid Power公司投資3000萬美元，聯(lián)合生產(chǎn)車規(guī)級固態(tài)電池。

10月27日，Solid Power表示，SK Innovation將采用該公司的硫化物固態(tài)電解質(zhì)、專利電池設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝。

SK Innovation首席執(zhí)行官Kim Jun在一份新聞稿中表示：“我們非常期待與Solid Power的合作，希望通過此次合作能為長續(xù)航電動汽車提供能量更高、成本更低的電池。”

Solid Power首席執(zhí)行官Doug Campbell則指出：固態(tài)電池可能會使電池組變得非常簡易，最終促使成本降低。“制造商可以利用現(xiàn)有工廠生產(chǎn)固態(tài)電池。公司希望到2026年將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。”他補(bǔ)充說。

SK Innovation主要向福特、現(xiàn)代等汽車制造商提供電動汽車電池。今年9月，SK Innovation和福特表示，雙方宣布計(jì)劃斥資114億美元(約合729.55億元人民幣)在美國設(shè)置3座電池廠。其中，美國田納西州的Blue Oval City園區(qū)電池年產(chǎn)能43GWh;肯塔基州BlueOvalSK園區(qū)的2座電池廠合并年產(chǎn)能為86GWh，預(yù)計(jì)會在2025 年開始生產(chǎn)先進(jìn)的新世代鋰電池組。

近日，韓國汽車巨頭現(xiàn)代集團(tuán)旗下兩大品牌現(xiàn)代汽車和起亞汽車宣布將與美國馬薩諸塞州電池研發(fā)和制造企業(yè)Factorial Energy合作，共同開發(fā)車規(guī)級固態(tài)電池。

在現(xiàn)代官方發(fā)布的信息中，透露了Factorial Energy已經(jīng)基于”FEST”(因子電解質(zhì)系統(tǒng)技術(shù))取得了突破性進(jìn)展，該技術(shù)利用特殊的固體電解質(zhì)材料，利用高壓和大容量電極實(shí)現(xiàn)安全可靠的電池性能。

據(jù)了解，”FEST”相比傳統(tǒng)的鋰離子電池技術(shù)更為安全，應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)的電池?fù)碛懈吣芰棵芏鹊奶匦?，可在成本接近的條件下將純電動車的續(xù)航里程有效延長20%-50%，而且該項(xiàng)技術(shù)與目前的三元鋰電池技術(shù)在規(guī)格和生產(chǎn)流程方面有兼容性，只需較低成本改造現(xiàn)有三元鋰電池的制造基礎(chǔ)設(shè)施即可投產(chǎn)。

此外，固態(tài)電池企業(yè)輝能科技近期完成新一輪融資，融資金額為3.26億美元(約合20.85億元人民幣)。本輪投資方包括春華資本、丹豐資本和軟銀中國。

此次融資，將主要用于輝能固態(tài)鋰電池量產(chǎn)建設(shè)及全球擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，旨在促成公司在2023-2025年間于亞洲、歐洲及美國的擴(kuò)廠建設(shè)，以滿足主流車廠對優(yōu)質(zhì)動力電池當(dāng)?shù)刂圃旌彤?dāng)?shù)毓┙o的需求，從而加速為其新能源汽車戰(zhàn)略合作伙伴提供固態(tài)電池解決方案。

輝能科技成立于2006年，發(fā)明了全球第一款固態(tài)鋰陶瓷 (Lithium Ceramic Batteries, LCB) 電池，目前固態(tài)電池技術(shù)處世界前沿，擁有近500項(xiàng)固態(tài)電池專利。2020年，其45.1安時(Ah)的大容量電池產(chǎn)品在專業(yè)技術(shù)監(jiān)督公司德國萊茵(T V Rheinland)實(shí)驗(yàn)室中完成了動力電池第三方測試并取得報告。

巨頭爭奪固態(tài)電池市場

其實(shí)，不只以上企業(yè)，豐田、寶馬、大眾、寧德時代、蔚來等國內(nèi)外巨頭都已提前布局固態(tài)電池市場。

國內(nèi)方面，2020年8月，寧德時代方面曾表示，寧德時代實(shí)驗(yàn)室將專注于金屬鋰電池、全固態(tài)電池和鈉離子電池等下一代電池研發(fā)，持續(xù)對固態(tài)電池等技術(shù)進(jìn)行前沿研究和產(chǎn)品研發(fā)投入;今年1月，蔚來發(fā)布了150kWh固態(tài)電池包，可實(shí)現(xiàn)360Wh/kg的能量密度，并定于2022年第四季度對外交付;長城汽車旗下的蜂巢能源聯(lián)手中科院建設(shè)固態(tài)電池技術(shù)研究中心，計(jì)劃2025年在量產(chǎn)車上應(yīng)用能量密度達(dá)350-500Wh/kg的固態(tài)電池;贛鋒鋰業(yè)擬投資22億元建設(shè)高比能固態(tài)電池超薄鋰負(fù)極材料項(xiàng)目。此外，格林美、孚能科技等公司也在進(jìn)行固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)。

國外方面，現(xiàn)代計(jì)劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車，2027年部分批量生產(chǎn)，在2030年左右實(shí)現(xiàn)全面批量生產(chǎn);大眾在3月舉行的PowerDay上表示，未來將著力發(fā)展固態(tài)電池技術(shù)，并預(yù)計(jì)2025年投入使用;豐田計(jì)劃在2025年與松下合作推出一款使用固態(tài)電池的限量發(fā)售的電動汽車;本田本年度將開始全固態(tài)電池生產(chǎn)技術(shù)驗(yàn)證，并力爭應(yīng)用到2020年代后期的車型上;4月，寶馬集團(tuán)發(fā)布規(guī)劃，稱計(jì)劃在2022年采購測試用電池，2025年前推出搭載固態(tài)電池的原型車，并在2025年之前開始對配備全固態(tài)電池的車輛進(jìn)行路測，在2030年前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);LG新能源也正在開發(fā)全固態(tài)電池，預(yù)計(jì)2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

短時間內(nèi)無法量產(chǎn)

那么，固態(tài)電池的優(yōu)勢何在，現(xiàn)狀又如何呢?

固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池更安全、能量密度也更高，在電動汽車電池市場潛力巨大。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2020-2030年我國固態(tài)電池出貨量將高速增長，至2030年或?qū)⑼黄?50GWh。

不過，受當(dāng)前技術(shù)水平的限制，距離固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn)預(yù)計(jì)還需要5-10年時間。寧德時代曾表示，目前固態(tài)電池商業(yè)化很難：“公司在固態(tài)電池方面已有多年研究，現(xiàn)階段全固態(tài)電池里面仍有科學(xué)難題還未解決。雖然公司已做出固態(tài)電池樣品，但相關(guān)指標(biāo)離實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有較長距離 。”

技術(shù)方面的難點(diǎn)在于電解質(zhì)目前的四種技術(shù)路線(分別是聚合物、薄膜、硫化物和氧化物)各有不足，如薄膜固態(tài)電池和氧化物固態(tài)電池難以研制大容量動力或儲能電池;聚合物固態(tài)電池?zé)o法在室溫下工作且難以兼容高電壓正極;硫化物固態(tài)電池則面臨電解質(zhì)對空氣敏感、制造條件苛刻、原材料昂貴、規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)不成熟等問題。

此外，固態(tài)電池要想實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，還要解決固體電解質(zhì)價格高、固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導(dǎo)率偏低、固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差等問題。

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