固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平

　　来(lái)源：中国经营报

　　本报记者陈茂利北京报道

　　“要将电动化进行(xíng)到底，全(quán)力攻克下一代电动化核心技术——全(quán)固态电池技术，估计2030年左右全固态电池可能产业化，技术再上一个大台阶。此外，全固态电池会使(shǐ)我们的安全再升一个档(dàng)次。”

　　中国科学院院士、中国全(quán)固态电池(chí)产学研协同创新平台理事长欧(ōu)阳明高曾在接受《中国经(jīng)营报》等媒体记者(zhě)采访时表示。

　　近日，在2024世界(jiè)动(dòng)力电池大会上，欧阳明高再次强调(diào)发展全固态电池的重要性，但他(tā)同时指出，要循序渐进。“电池（技术）不是一天就(jiù)能被颠覆的，欲速不达，循序(xù)渐进，可能是最(zuì)快的速度。要面向2030年大(dà)规模产业化，不要一上来就提很高(gāo)的目标。”

　　随着现(xiàn)有液态锂离子电(diàn)池密度(dù)已接近理论极限，产(chǎn)业链(liàn)上的企业正在攻关新一(yī)代(dài)电(diàn)池技术。其中(zhōng)，全固态电池因(yīn)高安(ān)全性和高能量密度被(bèi)行业视(shì)为最具潜力的“下(xià)一代动力电(diàn)池”。

　　不(bù)只中国，日、韩、美、欧等国家和地区也(yě)在加大力度布局全(quán)固(gù)态(tài)电(diàn)池，力图率先取得优势。宁德时(shí)代副总裁孟祥峰表示：“固态电池(chí)现在很(hěn)热，日韩也在这个赛道上努力，中国很(hěn)多企业都在努力，但仍然(rán)需要创(chuàng)新型企业(yè)和大型化工企业(yè)进入，要保证(zhèng)我们的产业链建起来。”

　　资本热潮下的固态电池(chí)

　　2024年，固态(tài)电(diàn)池(chí)赛道成为受投资人(rén)关注的板(bǎn)块(kuài)之一。近期，固态电池概念股日趋活跃，9月4日，德尔(ěr)股份、科恒(héng)股份、南(nán)都(dōu)电源(yuán)收获20%的(de)涨停板。

　　消息面上，中创新航、鹏辉能源、德尔(ěr)股份、宁德时代等公司接(jiē)连(lián)传出固态电池领(lǐng)域最新进展。

　　8月28日，中创新航、鹏辉能源两家动力电池厂商在同一天发布了固(gù)态电池领域的最新成果。

　　其中，中创新航发布(bù)的“无界”全固态电池技术，能量密度(dù)达430Wh/kg，容量50Ah；同(tóng)时在电池运行压力(lì)、寿命、功率方(fāng)面均取得重要突破，计划于2027年装车。

　　鹏辉能源发布20Ah和2000mAh两款软包全固态(tài)电池，能量密度为280Wh/kg，未来有望做到300Wh/kg以上。该(gāi)公司披露，预计2025年启动中试研发并小规模生产，2026年将正式建立产线并批量生产(chǎn)。

　　值得一提(tí)的是，通过独特的电解质湿法涂布工(gōng)艺，鹏辉能源成功绕开氧化物固态电解质高温烧结过程，避开陶瓷材料固有脆性(xìng)，大幅简化工艺。

　　“采用(yòng)此工艺的固态电池，整体成(chéng)本相较常规锂电成本预计仅高出15%左右。未来3—5年，随着工艺不断优化(huà)及材料(liào)进一步降本，有望达到与常规锂电相同成本。”鹏辉能源方面介绍。

　　除了上述两家公司(sī)，记(jì)者关注到多家固态电池概念股在固态(tài)电池领域(yù)均有最(zuì)新进展(zhǎn)。

　　德尔股份在回应投资者提问时表示，目前固态电池产品已通过第三方机(jī)构的(de)针刺(cì)试验、过充电试验和加热试验。同(tóng)时，公司已与江铃新能源签订了《固态电池战略合作协议》，共同(tóng)致力于(yú)固态电池(chí)领域的创新和发展。

　　南都电源在互动(dòng)平台表(biǎo)示，公(gōng)司自2017年开展固态电池(chí)的研制工作，并于2020年承担浙江省固态电池重点研(yán)发计划(huà)，目前固态电池产(chǎn)品能量密度可达350Wh/kg，循环寿命2000次，已通过热(rè)箱、短路等安全项测试(shì)，各项指标顺(shùn)利(lì)完成，将于今(jīn)年四季(jì)度完成项目验收。

　　全球动力电池(chí)龙头(tóu)企业(yè)宁德时代近日在接受机构调研时提及，公司在全(quán)固(gù)态电池上持续坚定投入，技术处于行业领先水平，2027年有望实现小(xiǎo)批量生产。

　　宁德时代董事长曾毓群表(biǎo)示，宁(níng)德时代(dài)在全固态(tài)电池的研发已有七八(bā)年，对比全球发展情况应该是“领(lǐng)先一大步(bù)”或者说是“ second to none”（首屈一指）。

　　值得(dé)关注的是，近日，中国科学院青岛生物能源与(yǔ)过程研究所武建飞(fēi)研究员带(dài)领的先进储能材料与技术研究组，研发出用于(yú)全固态锂硫电池的新型硫化锂正极材(cái)料，能量(liàng)密度超过600Wh/kg，与目前已商业化的锂离子电池(chí)相比，其能量密度高出1倍有(yǒu)余，且成本更低。

　　中国科学院(yuàn)院士陈军今年(nián)3月曾透露：“团队已经固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平研发(fā)出400Wh/kg的固(gù)态(tài)电池。未来的1—2年(nián)，我们要突破600Wh/kg的固态电池的研发，充(chōng)一次电(diàn)，电动汽车就可以跑1000公里以上。”

　　在安全性和能量密(mì)度(dù)方面(miàn)远超液态锂离子电池是企业研发(fā)固态(tài)电池的(de)动力。“为什么中国需要(yào)全固态电池？因为全固态电池具(jù)有技术颠(diān)覆的性能潜力。”欧阳明高解释，全固态(tài)电池还有高安全性、高(gāo)能量密(mì)度、高功率特性，以及温度适应性更宽等特点。

　　多(duō)家机构的研报显示(shì)，目(mù)前，液态锂电池能量密(mì)度的理论极限在350Wh/kg左(zuǒ)右，主流液态三元电池的能量密(mì)度可以做到260Wh/kg—280Wh/kg，其中，能量密(mì)度(dù)在250Wh/kg左右，对应续(xù)航500公里—700公里，固态(tài)电池能(néng)量密度有望达(dá)到500Wh/kg，续(xù)航里程有望翻倍(bèi)实现1000公里以上。

　　欧(ōu)阳明高介绍：“我们的实验表明，全固态电池1C（C是用来表示电池充放电(diàn)能力倍率）充电循环可以达到1000次，5C充电循环可以达到10000次，这也是全固态电池成为未来动(dòng)力电池重要发展方向的因素之一。”

　　2027年有望小批量生产

　　“当前（固态电池）行业(yè)最(zuì)高水平只到4（10分制），做出了一些器(qì)件样(yàng)品，进行了一些(xiē)实验验证。”曾毓群的话在(zài)一定程度上(shàng)给(gěi)反应热烈的资本市场(chǎng)降温。

　　比亚(yà)迪首席技(jì)术官（CTO）孙华军(jūn)表示：“目前(qián)，我们实际(jì)的状态还是从早期的实验室到工程化这个转化的过程。”

　　即便已有(yǒu)企业给(gěi)出(chū)了固态电池市场化推广时间表，但从实验室到工厂，从(cóng)样(yàng)品到量产，这条路注(zhù)定不会一(yī)帆风顺。要想在(zài)汽(qì)车行业(yè)实现大(dà)规模应用，固态电(diàn)池在材料设(shè)计(jì)、制造工艺、装备生(shēng)产和(hé)成本控制等方面还(hái)有(yǒu)较长(zhǎng)的路要走。

　　欧阳明(míng)高等业内人士认为，固态电池(chí)研发(fā)推进(jìn)要“循(xún)序渐进(jìn)”。“我做燃料电池的体会是一次解决一个问题。固态(tài)电池也一样，首先要解决固态(tài)电解质(zhì)的问题，先把这个问题解决，我们不要正极也变、负(fù)极也(yě)变、电(diàn)解质也变，怎么可(kě)能一次都解决(jué)。”

　　他认为，固态电池的参数(shù)也需要一(yī)步一个脚印慢慢提(tí)升，而不是迅速在热管理、能量密度、充电速度等方面完成对传统液态电解(jiě)质电池的超越(yuè)。

　　欧阳明(míng)高举(jǔ)例，可以先把固态电池的安全性提高到300Wh/kg磷酸铁锂电(diàn)池那种(zhǒng)安全性(xìng)，再解决固态(tài)电池在不(bù)同温度下表现的(de)稳定性问题，进而将负极(jí)材料切换为硅碳路(lù)线。

　　产(chǎn)业层面对固态电池量产给出的时(shí)间表是2027年。曾毓群举例，如果用数字1—9表(biǎo)示固态电池技术和制造的成固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平熟度，1是刚开始涉及该领域，9是技(jì)术成熟可以投入大规模(mó)生产(chǎn)。

　　“公司的全固态电(diàn)池(chí)研发项目目前处(chù)于(yú) 4的水(shuǐ)平，目标是到2027年达到(dào)7—8的水平，有望实(shí)现小批量生产(chǎn)全固态电池。”宁德时代曾在接受机构调研时表示(shì)。

　　曾毓群指出：“全固态电池关(guān)键在于材料和化(huà)学体系，最难的是界面问题，即颗粒与颗粒间的离(lí)子传输。”

　　孙华军判断(duàn)，2027—2029年将会是硫化物固态电池的示范期，主要针对中高(gāo)端电动车。2030—2032年，硫化物固态电池会进入拓展期，将运(yùn)用(yòng)到(dào)主流(liú)电动汽车。

　　此外，全固(gù)态电池的成本(běn)高也是其商业化的“拦路虎”。根据产业链上的公司公布的数据(jù)，当前半(bàn)固态电池成本已远高(gāo)于商用化的液态电(diàn)池成本。考虑到电解质材(cái)料变化、生(shēng)产工艺改变、产品质量控制经验不足导致的工程(chéng)验证周期长等多重因素(sù)，全固态电池成本会更高。

　　欧(ōu)阳明高院士工作站董事长兼总经理华剑(jiàn)锋在接受钛媒体采(cǎi)访时直言：“原材料其实都不贵，但要做成(chéng)固态电池(chí)就贵了，毕(bì)竟现在固态电池的(de)产业链(liàn)还未形成规模，没有批量生产(chǎn)的设备。”

　　他举例，比如生产材料的湿度要控制在一个极低的水平，或电解质需要在一种惰性气体下(xià)才(cái)能制备，这就(jiù)要求比较高(gāo)的成本。孙华(huá)军表示：“随(suí)着固态电池的发展，一些技术相对(duì)成熟之后，在产业链(liàn)构建上会有一些变化，比如硅(guī)碳在固态电池里面可以有100%应用的机会。”

责任编辑：李桐

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