電動汽車熱潮催生了動力電池不同技術的發(fā)展，在目前以液態(tài)電解液為主流的動力電池供給局面下，還有另一股技術力量，已有嘗試者“埋下伏筆”，勢必要參與到下一代電池技術的競爭之中。說起來，大家也并不陌生，那就是近幾年被炒得火熱的固態(tài)電池技術。
與液態(tài)電解液鋰電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。從發(fā)展階段來看，固態(tài)電池將經歷從固液混合電解質的半固態(tài)電池到全固態(tài)電池的研發(fā)過程。
目前所了解到的是，全固態(tài)電池具有能量密度更高、體積更小、快充性能更好等優(yōu)點，搭載全固態(tài)電池的車輛行駛里程也將會更長，充電更快。因此固態(tài)電池技術路線受到業(yè)內重視，不少頭部企業(yè)已官宣“下注”。
近期，日系三巨頭集體發(fā)力固態(tài)電池更是引發(fā)多方關注。
4月12日，本田宣布固態(tài)電池推進計劃，“將投資約430億日元(約合人民幣21.3億元)建設全固態(tài)電池示范生產線，將于2024年春季啟動，并應用于2025年以后推出的車型中。”
豐田計劃2025年前，將實現全固態(tài)電池小規(guī)模量產，首先搭載在混動車型上;到2030年前計劃實現全固態(tài)電池量產。
日產則在去年11月發(fā)布的“日產汽車2030愿景”中表示，計劃在2024年于橫濱建設固態(tài)電池試點工廠，并將于2028年推出搭載全固態(tài)電池的電動車型。近日，日產已公布其層疊全固態(tài)電池(ASSB)的原型生產工廠。
除企業(yè)公布時間表外，據最新消息，日本經濟產業(yè)省將向日產和本田提供約1510億日元(約合人民幣74.9億元)資金，支持這兩家企業(yè)進行全固態(tài)電池的開發(fā)。
目前來看，在固態(tài)電池的研發(fā)上，日本已形成以車企主導并下場參與研發(fā)，國家層面資金支持的初步格局。
而面對日系車企的蜂擁而至，韓系企業(yè)也不甘示弱。
現代汽車計劃在2025年試生產配備固態(tài)電池的電動汽車，2027年部分批量生產，在2030年左右實現全面批量生產。
除車企外，韓國頭部電池企業(yè)也紛紛表態(tài)。其中，LG新能源計劃到2026年實現聚合物基全固態(tài)電池量產，到2030年實現更先進的硫化物基全固態(tài)電池量產。今年內將在德國設立固態(tài)電池研發(fā)基地，就是其量產計劃的一部分。
而三星SDI也在搶抓新技術機遇，4月14日宣布在韓國水原京畿道的全固態(tài)電池試產線已動工。
SK On則在去年12月成立研究中心，用于硅負極、高鎳正極、金屬鋰等技術研發(fā)，并將在該中心建立一條針對軟包電池設計的試產線，也將用于測試固態(tài)電池等，預計2022年上半年將投入運營。
值得注意的是，部分上游材料企業(yè)也已同步跟進。浦項制鐵宣布已開始在韓國建設固體電解質工廠，投產后固態(tài)電解質年產能將達24噸，并將與電池企業(yè)合作開發(fā)用于電動汽車的固態(tài)電池。
可以看出，與日本不同的是，韓國電池和材料企業(yè)行動更為積極。
事實上，不僅是日韓企業(yè)，基于對前沿技術的看好，更多國家頭部電池、整車企業(yè)也紛紛加入研發(fā)隊列，全球掀起了固態(tài)電池研發(fā)熱潮。
保時捷于今年3月宣布與Quantumscape展開合作，將開發(fā)一款電動版911車型，計劃搭載固態(tài)電池;梅賽德斯-奔馳牽手輝能科技，將耗資近億歐元押寶固態(tài)電池;而更早之前，寶馬、福特等車企也表示計劃于2022年內實現車輛搭載固態(tài)電池，并進行實際工況測試。
眾多產業(yè)鏈頭部企業(yè)的積極布局，給業(yè)內帶來一個信號：面向2025年后的下一代動力電池技術的卡位戰(zhàn)，已經悄然拉開戰(zhàn)幕。
然而，有重資挺進的參與者，也不乏知難而退的企業(yè)。
美國電動汽車初創(chuàng)企業(yè)Fisker在去年年底對外表示，將放棄固態(tài)電池研發(fā)。Fisker創(chuàng)始人亨里克·菲斯克認為，“固態(tài)電池技術，是當你覺得已經完成了90%，幾乎快達到目標了，然后意識到剩下的10%比前面的90%困難得多，因此我們選擇放棄，因為真的無法落地。”事實上，Fisker此前對固態(tài)電池已進行了數年的研發(fā)，原計劃在其一款新車上搭載固態(tài)電池。
正如亨里克·菲斯克所言，突破固態(tài)電池技術瓶頸非常困難，同時還需要達到較高的安全指標。日產固態(tài)電池開發(fā)負責人不久前表示，“固態(tài)電池能量密度是目前鋰電池的2倍，就像一個更危險的潛在‘炸彈’，如果發(fā)生重大事故，固態(tài)電池可能會比現在的電池更具災難性。”
因此，固態(tài)電池愿景雖然美好，但難以一步到位。權衡利弊之下，目前各家企業(yè)基本上都處在半固態(tài)電池研發(fā)階段，并為全固態(tài)電池做技術儲備。而在這一領域，我國企業(yè)起步也不晚。
包括孚能科技、國軒高科、輝能科技、贛鋒鋰電、清陶能源、衛(wèi)藍新能源等企業(yè)，都早已布局固態(tài)/半固態(tài)電池開發(fā)，并與部分車企協同研發(fā)。
2021年1月，蔚來發(fā)布了150kWh固態(tài)電池包，可實現360Wh/kg的能量密度，并定于2022年第四季度對外交付。
國內電池企業(yè)方面，據了解，國軒高科已開發(fā)出能量密度大于360Wh/kg的半固態(tài)電池產品，并已獲車企認可。
今年1月，孚能科技第一代半固態(tài)電池(能量密度330Wh/kg)送樣車企獲得了良好反饋，下一階段能量密度研發(fā)目標將提升至400Wh/kg。
同月，首批搭載贛鋒鋰電第一代半固態(tài)電池的50輛東風E70電動汽車實現交付。目前，贛鋒鋰電正在開發(fā)第二代半固態(tài)電池，正極將采用高鎳三元，負極含金屬鋰，產品能量密度目標是超過350Wh/kg。
今年2月，清陶能源投資50億元的固態(tài)電池項目在昆山動工，產能規(guī)劃10GWh。
另外，輝能科技獲得梅賽德斯-奔馳近億歐元投資之前，已和蔚來、愛馳汽車、Enovate在固態(tài)電池領域展開合作。
在車企和電池企業(yè)需求的帶動下，材料企業(yè)也有所行動。據悉，天賜材料在固態(tài)/半固態(tài)電解質上均已有專利布局;容百科技則表示，其高鎳三元材料可應用于半固態(tài)電池，并已參與到下游電池企業(yè)的協同開發(fā)。
受益于電池產業(yè)鏈集群優(yōu)勢，我國以電池企業(yè)研發(fā)主導，上游材料企業(yè)和下游車企聯動格局已初步形成。
行業(yè)普遍認為，固態(tài)電池的實際應用前景在2030年左右。SNE Research預計，全球全固態(tài)電池市場到2025年將達30 GWh，到2030年將達160.1 GWh。
可見，固態(tài)電池的大規(guī)模量產還有很長的路要走，競爭格局目前尚未形成。據不完全統計，目前，全球已有超30家企業(yè)對固態(tài)電池技術和產線進行了初期布局，都想構建起自身的“技術壁壘”。破局者需解決固態(tài)電解質材料迭代等一系列難題后，或將占據產業(yè)化先發(fā)優(yōu)勢。
