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能量密度竞赛升级 动力电池新赛道加速“固”化

作者:俞立严 来源:上海证券报 发布时间:2022-09-11 浏览:

中国储能网讯:9月9日,孚能科技发布包括半固态电解质的软包电芯技术,为向固态电池过渡作准备。辉能科技、国轩高科等公司日前也纷纷宣布固态电池巨额投资项目和研发进展。上海证券报记者近期调研获悉,作为升级电池能量密度进而提升新车性能的重要技术路线,固态电池已经成为多方关注并参与的新能源汽车动力电池热门赛道。

固态电池研制掀起热潮

“现在很多电池能量密度较低,一辆车搭载了大量电池,占用整车较多体积和重量,影响了新能源车的性能。”孚能科技董事长王瑀说,公司此次发布的SPS软包电池解决方案,应用半固态电解质,降低了电解液用量,提升了电芯性能,为过渡到全固态电池作准备。

业内专家指出,固态锂电池是下一代动力电池研发的重要方向,它使用固体电解质替代目前商用锂电池的液态电解质。固体电解质一般不可燃,因此具有更高的安全性。同时,固体电解质使得电池有望应用高压电极材料,从而提高电池的能量密度,进而提升新能源汽车的续航里程等性能。

9月5日,固态锂电池研发制造企业辉能科技称,将考虑投资80亿美元建厂,生产电动汽车新一代电池,工厂总产能将达到120GWh,预计10年内全部建成。值得注意的是,若以每辆新能源车搭载50KWh电量计算,120GWh的动力电池可配套多达240万辆新能源电动车。

“现在半固态电池是小规模量产,预计年底入选工业和信息化部的电池目录。”国轩高科有关负责人对记者表示,公司半固态电池的能量密度达360Wh/kg,配套车型的电池包电量达160KWh,续航里程超过1000公里。未来半固态电池的研制将匹配客户需求,将于2022年底开始小批量装车。

近一个月以来,多家公司披露了固态电池的最新研制进展。德尔股份表示,公司自2018年开始布局固态电池的研发,目前已实现关键节点的研发目标,全固态电池开发项目已经完成样件,正在进行客户端测试。道恩股份披露,公司生产的HNBR(氢化丁腈橡胶)产品有望应用于固态电池电解质,目前已有实验室成功范例,随着电池技术的革新和突破,未来发展空间可期。

动力电池能量密度竞赛升级

动力电池的质量,直接决定了新能源车在动力、续航、安全等方面的主要性能。业内专家对记者表示,经过多年发展,中国动力电池产业目前已经取得了长足进步,涌现出了宁德时代、比亚迪等一批技术和生产能力在国际上领先的公司。

根据工业和信息化部的数据,2021年,中国三元电池、磷酸铁锂电池单体能量密度分别平均达到280Wh/kg、170Wh/kg,相比2012年,动力电池单体能量密度提高超过220%,成本下降85%左右。纯电动乘用车的平均续航里程也从2016年的253公里提高到2021年的400公里以上。根据SNE Re-search的数据,2022年上半年,全球动力电池装车量排名前20的动力电池企业中,有15家来自中国,排名前10中的6家中国企业合计市场份额超过56%。

新能源车行业的激烈竞争,导致动力电池量密度的竞赛不断升级。中国科学院院士欧阳明高对记者表示,未来中国动力电池创新要从电池结构创新逐步发展到材料体系创新。他预测,未来10年,电池体系还将经历多次技术变革,在2035年前实现规模生产能量密度为500Wh/kg的下一代电池。“固态电池的能量密度能轻松做到300至400Wh/kg,理论上的能量密度可达700Wh/kg。”

固态电池的前景也得到了有关政策的肯定。科技部等九部门8月印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》明确提出,研究固态锂离子、钠离子电池等更低成本、更安全、更长寿命、更高能量效率、不受资源约束的前沿储能技术。

据欧阳明高介绍,按照电解质的不同,可将固态电池技术路径分为聚合物、氧化物、硫化物,三条技术路线各有利弊。日本和韩国企业主要押注硫化物路线。在中国企业中,宁德时代、蜂巢能源等选择的也是硫化物路线,卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业等走的则是氧化物路线。

固态电池大规模应用尚需时日

能量密度越高,动力电池就越有力量。有专家直言,固态电池技术虽然有助于大幅提升能量密度,但是对于其发展过程认识需要理性。事实上,部分企业自称的固态电池实际名不副实。许多企业所谓的量产固态电池,大多数走的是“半固态”折中路线,只是减少了部分电解液。

清陶能源总经理李铮对记者表示,公司第一代产品实际上是半固态电池,液体含量在5%至15%,能量密度最大到420Wh/kg,成本可以与液态锂电池相当;第二代产品正在小试阶段,液体含量有望降至5%以下,能量密度达到400至500Wh/kg,成本相比液态锂电池减少20%,预计2024年量产。

卫蓝新能源介绍,公司开发的混合固液电解质电池将搭载于蔚来ET7新车上,单体能量密度为360Wh/kg,将于2022年第四季度开始交付。

天赐材料董秘韩恒日前表示,电池都需要电解质,公司在材料方面的优势就在于电解质,会积极跟进半固态和固态电池的相关技术。但他同时表示,固态电池在基础性能、商业化等方面还存在障碍,大规模应用可能要到5年之后。

有电池企业负责人坦言,固态电池的难点在于复合型电解质、电极材料、纳米级包覆工艺等研发,很多属于基础科学范畴,中国企业在这些方面还比较薄弱,而且不是一家电池企业就能解决的,需要全产业链的共同努力。

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关键字:固态电池

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