中國儲能網(wǎng)訊：鋰離子電池市場繁榮之下，擁有更高能量密度和安全性能的全固態(tài)電池越來越受到業(yè)界關注。
近日，韓國電池供應商SK on公布最新款全固態(tài)電池工藝方案，提出使用光子燒結技術生產(chǎn)復合固體電解質(zhì)，在電池生產(chǎn)工藝中采用這一技術可顯著提高固體電解質(zhì)反應能力，產(chǎn)生具有更高性能的固體材料。無獨有偶，美國電池生產(chǎn)商Microvast也于今年1月公布最新全固態(tài)電池研發(fā)成果，提出可通過最新的雙極堆疊設計實現(xiàn)更高工作電壓，同時保障電池安全性能。
鋰離子電池市場繁榮之下，擁有更高能量密度和安全性能的全固態(tài)電池越來越受到業(yè)界關注。面對這一新興技術，各大電池生產(chǎn)商已開啟“競賽”。隨著產(chǎn)品性能持續(xù)提升、材料工藝不斷優(yōu)化，業(yè)界普遍認為全固態(tài)電池或在數(shù)年內(nèi)迎來大規(guī)模量產(chǎn)時機。
固態(tài)電池工藝涌現(xiàn)突破
對于復合固體電解質(zhì)研發(fā)的最新突破，韓國研究人員表示，由氧化物和聚合物復合而成的電極材料展現(xiàn)了出色的循環(huán)壽命，通常情況下生產(chǎn)氧化物電極材料可能需要超過1000攝氏度的超高溫，這也成為量產(chǎn)的一大阻礙，推高了這種材料的量產(chǎn)成本，而復合材料所需溫度相對較低，同時電池性能也更高。
公開消息顯示，SK on目前正在研發(fā)兩款全固態(tài)電池，一款以氧化物聚合物復合為固體電解質(zhì)，一款以硫化物為固體電解質(zhì)。根據(jù)該公司計劃，這兩款全固態(tài)電池將分別于2027年和2029年初步實現(xiàn)量產(chǎn)。
美國電池技術公司Microvast全固態(tài)電池的技術突破，則聚焦在雙極堆疊架構和一種專有的全固態(tài)電解質(zhì)隔膜。在該公司技術人員看來，全固態(tài)電池擺脫了傳統(tǒng)鋰離子電池和半固態(tài)電池液體電解質(zhì)的限制，可以顯著提高工作電壓。
與目前行業(yè)廣泛應用的鋰離子電池相比，全固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)代替電解液，從技術角度來看，固態(tài)電解質(zhì)擁有相對更高的能量密度、更高的安全性以及更長的循環(huán)壽命。從全固態(tài)電池問世至今，這種新興技術已獲得大量關注，目前，多國電池制造商都看準這一機會，研發(fā)突破不斷涌現(xiàn)的背后反映出各大廠商在這一領域“一較高下”的決心。
多國競逐固態(tài)電池賽道
據(jù)了解，包括SK on、三星、LG在內(nèi)的多家韓國電池生產(chǎn)商都已經(jīng)開始布局全固態(tài)電池，同時也在加速申請技術和產(chǎn)品專利。2024年，三星也公布了一款全固態(tài)電池樣品，并表示將在2026年開啟量產(chǎn)。與此同時，中國、日本、德國等國電池制造商同樣早早走上這一賽道，各大車企也紛紛下場投資，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展正加速前進。
放眼國內(nèi)，2023年，六部門發(fā)布《關于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，提出要開發(fā)安全經(jīng)濟的新型儲能電池，加快研發(fā)固態(tài)電池、鈉離子電池等新型電池，同時加強固態(tài)電池標準體系研究。目前，比亞迪、奇瑞汽車、寧德時代等企業(yè)都表示將加速固態(tài)電池商業(yè)化落地。
日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省則在2024年發(fā)布了《電池供應保證計劃》，提出年底共批準4個全固態(tài)電池相關研發(fā)項目。豐田、日產(chǎn)等生產(chǎn)商也陸續(xù)公布了全固態(tài)電池商業(yè)化“時間表”。
德國車企梅賽德斯奔馳集團也在2024年宣布，將與合作伙伴共同開發(fā)固態(tài)電池，認為在2030年前將實現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)。
市場研究機構TrendForce集邦咨詢統(tǒng)計顯示，去年，日本共批準了豐田、出光興產(chǎn)、三井金屬和東洋鋼鈑等企業(yè)的研發(fā)項目，以支持全固態(tài)電池相關材料研發(fā)和生產(chǎn)技術突破。同期，中國、韓國、美國，以及歐洲部分國家也積極發(fā)展這項新技術，全固態(tài)電池的商用化競爭將日趨激烈。
降本量產(chǎn)指日可待
在伍德麥肯茲分析師麥克斯·雷德看來，隨著各大企業(yè)加速布局，全固態(tài)電池已經(jīng)走上商業(yè)化道路。目前來看，這一新興技術發(fā)展?jié)摿κ?，更安全、更大能量密度的電池產(chǎn)品進入市場指日可待。
實際上，作為從液體電解質(zhì)向固態(tài)電解質(zhì)的“過渡技術”，當前已有半固態(tài)電池小批量進入電動汽車市場，電動汽車最大里程已從450公里左右提高到500公里以上。業(yè)界普遍認為，盡管當下固態(tài)電池工藝相對復雜，制造工藝成本相對更高，但隨著制造規(guī)模擴大、工藝流程進一步優(yōu)化，成本有望走向快速下降通道，最終商業(yè)化量產(chǎn)產(chǎn)品有望將電動汽車里程提高至800公里水平。
國際能源署在其《電池與安全能源轉(zhuǎn)型》報告中指出，電池生產(chǎn)制造工藝的創(chuàng)新有望進一步降低鋰離子電池生產(chǎn)成本，到2030年，工藝創(chuàng)新有望讓全球鋰離子電池平均成本較2023年下降40%，而從目前來看，全固態(tài)電池有望在2030年后實現(xiàn)商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，這也將為行業(yè)帶來更高性能的電池。
根據(jù)TrendForce集邦咨詢預測，2030年后，當全固態(tài)電池應用規(guī)模大于10吉瓦時，全固態(tài)電池電芯價格將降至1元/瓦時左右；而到2035年，經(jīng)過市場大規(guī)?？焖偻茝V后，全固態(tài)電芯價格將有望進一步下降至0.6元/瓦時至0.7元/瓦時。
在市場研究機構開源證券看來，隨著固態(tài)鋰電池技術不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈不斷成熟，固態(tài)電池有望憑借能量密度高、安全性能好等優(yōu)勢與液態(tài)鋰電池互補發(fā)展。
