近日,固态电池又频频被提起,随着技术和材料的提升,固态电池的产业化正在提速。恩力动力和赣锋锂电先发发布了两款固态电池,分别为恩力动力和软银共同开发出了使用硫化物固态电解质及锂金属负极的全固态锂金属电池,成功制作了安时级(1-10Ah)ASSB电芯,其实测能量密度达到300Wh/kg。赣锋锂电推出的半固态“先锋”电池,采用柔性固体电解质隔膜和超级半固态电芯。
除此之外,还有很多固态电池的消息。例如三星SDI正在与多家汽车制造商就2027年全固态电池的量产进行谈判,松下称,到2029年将为无人机生产固态电池等。
固态电池作为一种新型电池技术,与传统的液体电池相比具有显著的安全性优势,也因此被誉为未来动力电池发展的方向。其实近年来,包括车企,动力电池产业链企业都在纷纷布局。
车企方面,上汽集团(600104)表示固态电池将在2024年搭载至“智己”品牌整车产品;宝马将打造全固态电池中试生产线,2025年推出首辆原型车;丰田宣布将于2027年推出搭载全固态电池的电动汽车;日产计划在2028年推出搭载全固态电池的电动车。
动力电池和产业链方面,宁德时代(300750)在固态电池领域已有多年技术储备,并持有多项专利,第一代固态电池的能量与目前的锂离子电池大致相同,预计将在2025年出现;卫蓝新能源持续在固态电池领域发力,其中湖州基地项目总投资额为109亿元,建成后将形成年产20GWh固态锂离子电池的生产能力;中创新航也一直在做固态电池的研发,采用贫液化技术、能量密度350Wh/kg的电池,采用半固态技术的电池,能量密度能达到450Wh/kg,采用复合金属负极的全固态电池技术,能量密度能达到600Wh/kg。
还有,紫建电子表示已取得一种满足高倍率充放电的固态电池专利,该技术引入固态电介质层,能够满足高倍率充放电,能量密度高,方便生产制造。上海洗霸与中国科学院上海硅酸盐研究所合作共建实验室,已掌握氧化物路线固态电池核心专利,并在建多个新能源材料产能;金龙羽的固态电池也处于研发阶段。
毋庸置疑,固态电池已经成为新能源电动车领域竞逐的焦点,以实现未来自己在领域内的技术领先和弯道超车。
从政策端看,国家陆续出台了多项政策,鼓励固态电池行业发展与创新,《工业和信息化部等六部门关于推动能源电子产业发展的指导意见》指出,持续开展光伏、锂电等综合标准化技术体系建设。协同推进智能光伏国家标准、行业标准和团体标准,研究制定锂离子电池全生命周期评价体系及安全标准,加强固态电池、钠离子电池、超级电容器、氢储能/燃料电池等标准体系研究。
《关于推动能源电子产业发展的指导意见(征求意见稿)》提出,加强新型储能电池产业化技术攻关,推进先进储能技术及产品规模化应用。研究突破超长寿命高安全性电池体系、大规模大容量高效储能、交通工具移动储能等关键技术,加快研发固态电池、钠离子电池、氢储能/燃料电池等新型电池。
工业和信息化部副部长辛国斌此前表示,加强新能源汽车领域高水平开放合作,让科技创新成果更好惠及世界各国人民。欢迎各国企业来华投资,支持各国企业与我国企业在固态电池、自动驾驶等领域开展形式多样的合作,充分发挥各自优势、共同破解产业发展中存在的技术难题,加快实现技术突破和产业化应用。同时,我们也支持中国的企业走出国门,到境外投资设厂,把我们的先进技术、先进产品带到国外去,让更多国家的人民享受科技进步成果。
从市场端看,固态电池增长可期。近期,国泰君安(601211)研报指出,随着对电池安全性和能量密度逐步提升的要求,固液混合态电池迎来发展机遇,有望成为当前液态锂离子电池体系的补充。根据EVTank的预测,至2030年全球固态电池渗透率有望达到10%,需求达到276.8GWh。2023-2030年,全球固态电池需求增长的CAGR为63.7%。另据,华泰证券(601688)预计2030年全球固态电池市场空间将超3000亿元。
从技术端看,固态电池产业化正在提速,距离真正的全面量产还尚需时日。固态电解质是固态电池中最为关键的部件,其技术路线可分为聚合物、氧化物、有机-无机复合、硫化物等,因各有优势,目前对于主流技术路线仍有分歧。关于固态电池量产的时间,业界大部分观点认为在2023年左右。
但目前确定的是,从长期来看,电池技术发展的大趋势是从液态电池向固态电池的转化,目前正在向半固态电池升级,最终过渡到固态电池。虽然近几年在研究和技术方面取得了较大的进步,产业化进展一直在提速,但仍面临较多问题。例如,固态电池制作工艺复杂成本较高,固态电解质材料中的锂离子电导率偏低,固体电极与固体电解质界面的接触性和稳定性差等。