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固态电池量产道阻且长

北极星储能网  来源:中国能源报  作者:杨梓  2021/1/27 8:59:05  我要投稿  

北极星储能网讯:在近日举办的蔚来NioDay上,除了高调发布首款纯电动轿车蔚来eT7外,蔚来还发布了一款单体能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池产品。蔚来方面称,基于该能量密度的电池,蔚来eT7的NEDC续航里程可突破1000公里,并将于2022年四季度将该款固态电池装配到旗下的量产车上。蔚来CEO李斌表示,“技术验证、小规模量产已经都有了,车载大规模量产需要有人去启动,我们全面评估后,认为能够做到。”消息一出,迅速引发市场热议。

“固态”实为“半固态”

行业热议的焦点在于,固态电池究竟能否在2022年大规模商用。多位专家表示,固态电池大规模应用要在2025年后,其中的技术与成本问题仍待解决,不可能在短期内实现商业化。

中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长马小利表示,“固态电池的概念已经有很长时间了,但并没有在市场上看到进一步的扩展应用。”

国联汽车动力电池研究院董事长熊柏青认为,“全固态电池距商业化还很远,10年内完全攻克全固态难度很大,5年内更是没戏。”

此外记者注意到,此次蔚来只是公布了70kWh和100kWh两种三元锂电池包的售价,而对于150kWh的固态电池版本则没有给出价格,也未透露合作的电池供应商。对此,有不少业内人士质疑蔚来150kWh固态电池产品是否只是营销噱头。

此起彼伏的质疑声让李斌对150kWh固态电池进行了解释说明。他表示,蔚来采用的是半固态电池,内部带有少量液态电解液。“全固态电池的量产还很远,原因是目前固态电池的市场需求很低。”李斌坦言。

“虽然表述为固态电池,实际上是半固态电池,仍需使用电解液、隔膜。”蔚来汽车电池系统助理副总裁曾士哲解释称。

从蔚来官方的描述来看,其采用的是“原位固化固液电解质”,即本质上是同时含有固态电解质和液态电解质的锂电池。东吴证券发布的行业研究报告同样指出,蔚来搭载的150kWh电池或为半固态电池,属于液态至固态电池的过渡性技术。

成本过高阻碍产业化

此次关于固态电池的热议,也反映出了业内对于提升动力电池性能的期待。

据了解,固态电池是指采用固态电解质的锂离子电池,其本质上仍是锂电池,仅是将电解液与隔膜替换为固态电池质。但与传统锂电池相比,固态电池具备更高的能量密度以及更强的安全性,同时能够克服稳定性差和充电效率低等问题。

业内专家普遍认为,固态电池的优点体现在安全性和能量密度提升上。全固态电池不含电解液,安全性较高。同时,固态电池使用锂金属负极可显著提升能量密度,可将现有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。同时,固态电池可抑制锂枝晶的生长,使锂金属负极运用成为可能,同时降低非活性物质,可省去冷却系统,也能够提升能量密度。

但据了解,技术无法突破和成本过高始终是固态电池发展的痛点。

中科院一位不愿具名的固态电池专家表示,在电池循环过程中,固态电池的固界面容易接触不良,导致固态电池量产难度加大,不能像锂离子电池一样迅速产业化。“像现在电导率最高的固态电池材料硫化物体系和锂金属负极、氧化物正极材料都不兼容稳定。另外,固态电池制备工艺是全新的,没有产业链,面对产业链上各环节的缺失,固态电池生产成本比较高,产业化远未到来。”

有推算显示,同样采用石墨负极的固态电池总成本为158.8美元/kWh,比总成本为118.7美元/kWh的液态电池高出34%。

对于蔚来的半固态电池,中俄新能源材料技术研究院院长王庆生认为,半固态电池的应用设计和材料技术仍需时间检验。“产品技术不是做拼盘,需要科学理论的支撑和具体有效的工艺配合,我们要科学理性地面对技术和产品。”

未来电池企业“必争之地”

但具备种种优势的固态电池仍被认为是动力电池的研究方向。中国工程院院士陈立泉近日表示,“新一代电池就是要发展固态电池,或逐渐过渡到全固态锂电池。”

华安证券的行业研报显示,尽管研发历史悠久且困难重重,但由于固态电池出色的安全性能和高能量密度的潜力,仍在世界范围内被各种研究机构及企业广泛研究。另外,固态电池已经成为部分非传统电池企业进军锂电行业的重要突破口。

资料显示,中日韩欧美共有53家企业布局研发固态电池。目前,丰田、日产雷诺、通用等车企都在加紧研发布局固态电池,而三星SDI、SKI、LG新能源、麻省固能、QuantumScape等电池企业在固态电池领域也不断取得新突破。国内宁德时代、蜂巢能源、清陶能源、卫蓝新能源等企业均公开表示正在开发半固态电池。

市场研究机构SNEResearch的测算显示,2030年全球固态电池需求有望接近500GWh,2025年固态电池全球市场空间有望达到60亿元,而2025年我国固态电池市场空间有望达30亿元,2030年将达到200亿元。

业内人士认为,虽然当下固态电池的技术水平和成本问题都制约了其大规模商用化,但固态电池长期看具备广阔的前景,而且很可能成为未来的主流电池,或将是未来企业的必争之地。


原标题:固态电池量产道阻且长

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