固态电池量产道阻且长钻夹头
2022-10-09 20:25:04 煎饼机械网
固态电池量产道阻且长
在近日举办的蔚来NioDay上，除了高调公布首款纯电动轿车蔚来eT7外，蔚来还公布了一款单体能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池产品。蔚来方面称，基于该能量密度的电池，蔚来eT7的NEDC续航里程可突破1000公里，并将于2022年四季度将该款固态电池装配到旗下的量产车上。蔚来CEO李斌表示，“技术验证、小规模量产已经都有了，车载大规模量产要有人去启动，我们全面评估后，认为能够做到。”消息一出，迅速引发市场热议。
“固态”实为“半固态”
行业热议的焦点在于，固态电池究竟能否在2022年大规模商用。多位专家表示，固态电池大规模应用要在2025年后，其中的技术与成本问题仍待解决，不可能在短时间内实现商业化。
我国汽车动力锂离子电池产业创新联盟副秘书长马小利表示，“固态电池的概念已经有很长时间了，但并没有在市场上看到进一步的扩展应用。”
低温磷酸铁锂电池3.2V 20A
-20℃充电，-40℃ 3C放电容量≥70%
充电温度：-20~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率：3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%
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国联汽车动力锂离子电池研究院董事长熊柏青认为，“全固态电池距商业化还很远，10年内完全攻克全固态难度很大，5年内更是没戏。”
此外记者注意到，此次蔚来只是公布了70kWh和100kWh两种三元锂离子电池包的售价，而有关150kWh的固态电池版本则没有给出价格，也未透露合作的电池供应商。对此，有不少业内人士质疑蔚来150kWh固态电池产品是否只是营销噱头。
此起彼伏的质疑声让李斌对150kWh固态电池进行了解释说明。他表示，蔚来采用的是半固态电池，内部带有少量液态电解液。“全固态电池的量产还很远，原因是目前固态电池的市场需求很低。”李斌坦言。
“虽然表述为固态电池，实际上是半固态电池，仍需使用电解液、隔膜。”蔚来汽车电池系统助理副总裁曾士哲解释称。
从蔚来官方的描述来看，其采用的是“原位固化固液电解质”，即本质上是同时含有固态电解质和液态电解质的锂离子电池。东吴证券公布的行业研究报告同样指出，蔚来搭载的150kWh电池或为半固态电池，属于液态至固态电池的过渡性技术。
低温高能量密度18650 3350mAh
-40℃ 0.5C放电容量≥60%
充电温度：0~45℃
放电温度：-40~+55℃
比能量：240Wh/kg
-40℃放电容量保持率：0.5C放电容量≥60%
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成本过高阻碍产业化
此次有关固态电池的热议，也反映出了业内有关提升动力锂离子电池性能的期待。
据了解，固态电池是指采用固态电解质的锂离子电池，其本质上仍是锂离子电池，仅是将电解液与隔膜替换为固态电池质。但与传统锂离子电池相比，固态电池具备更高的能量密度以及更强的安全性，同时能够克服稳定性差和充电效率低等问题。
业内专家普遍认为，固态电池的优点体现在安全性和能量密度提升上。全固态电池不含电解液，安全性较高。同时，固态电池使用锂金属负极可显著提升能量密度，可将现有300Wh/kg的能量密度提升至500Wh/kg。同时，固态电池可抑制锂枝晶的生长，使锂金属负极运用成为可能，同时降低非活性物质，可省去冷却系统，也能够提升能量密度。
但据了解，技术无法突破和成本过高始终是固态电池发展的痛点。
中科院一位不愿具名的固态电池专家表示，在电池循环过程中，固态电池的固界面容易接触不良，导致固态电池量产难度加大，不能像锂离子电池相同迅速产业化。“像现在电导率最高的固态电池材料硫化物体系和锂金属负极、氧化物正极材料都不兼容稳定。另外，固态电池制备工艺是全新的，没有产业链，面对产业链上各环节的缺失，固态电池生产成本比较高，产业化远未到来。”
有推算显示，同样采用石墨负极的固态电池总成本为158.8美元/kWh，比总成本为118.7美元/kWh的液态电池高出34%。
有关蔚来的半固态电池，中俄新能源材料技术研究院院长王庆生认为，半固态电池的应用设计和材料技术仍需时间检验。“产品技术不是做拼盘，要科学理论的支撑和具体有效的工艺配合，我们要科学理性地面对技术和产品。”
未来电池公司“必争之地”
但具备种种优势的固态电池仍被认为是动力锂离子电池的研究方向。我国工程院院士陈立泉近日表示，“新一代电池就是要发展固态电池，或逐渐过渡到全固态锂离子电池。”
华安证券的行业研报显示，尽管研发历史悠久且困难重重，但由于固态电池出色的安全性能和高能量密度的潜力，仍在世界范围内被各种研究机构及公司广泛研究。另外，固态电池已经成为部分非传统电池公司进军锂电行业的重要突破口。
资料显示，中日韩欧美共有53家公司布局研发固态电池。目前，丰田、日产雷诺、通用等车企都在加紧研公布局固态电池，而三星SDI、SKI、LG新能源、麻省固能、QuantumScape等电池公司在固态电池领域也不断取得新突破。国内宁德时代、蜂巢能源、清陶能源、卫蓝新能源等公司均公开表示正在开发半固态电池。
市场研究机构SNEResearch的测算显示，2030年全球固态电池需求有望接近500GWh，2025年固态电池全球市场空间有望达到60亿元，而2025年我国固态电池市场空间有望达30亿元，2030年将达到200亿元。
业内人士认为，虽然当下固态电池的技术水平和成本问题都制约了其大规模商用化，但固态电池长期看具备广阔的前景，而且很可能成为未来的主流电池，或将是未来公司的必争之地。
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