随着新能源汽车市场的蓬勃发展,消费者对于车辆性能、续航和安全的要求日益提高,固态电池快速成为市场焦点。
目前,已有多家企业相继给出固态电池的量产时间点。如宁德时代、亿纬锂能、比亚迪、以及广汽、上汽等整车企业,都在固态电池领域展开了深入研究和布局,以期抢占市场先机。
黄冈职业技术学院客座教授张翔向财经网汽车分析表示:“从目前实验结果看,固态电池能量密度可以达到传统电池的4倍至5倍,被视为动力电池技术竞争的制高点,我国车企已率先推出了搭载固态电池的车型。”
全固态电池成关注焦点
中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高此前表示:“全固态电池是公认的下一代电池的首选方案之一,也将成为下一代电池技术竞争的关键制高点。”
他认为,虽然目前全固态电池面临巨大的挑战,但也可能会在2030年前后实现产业化。
目前,中国、韩国、日本、美国和欧盟等都在积极布局固态电池产业,汽车企业和电池企业纷纷加入相关产业链角逐。相比传统锂离子电池,全固态电池具有更长的行驶里程、更快的充电速度、更高的安全性、更长的循环寿命以及更强的温度适应性。
图源:宁德时代
中国科学院院士、南开大学副校长陈军也曾表示:“全固态电池已成为全球电池科技的竞争焦点,以固态电池为核心的电动汽车有可能改变未来产业布局。”
据汽车纵横杂志报道,按照电解质种类来区分,目前国内外主流的固态电池技术路线可分为三类:聚合物、氧化物和硫化物。从目前各家车企公开的信息来看,除了上汽和东风以外,更多的还是走的硫化物电解质路线。
固态电池作为一种新型储能技术,公开资料显示,目前磷酸铁锂电池能量密度通常为100—160Wh/kg,三元锂电池能量密度为150—350Wh/kg,而液态电池能量密度接近350Wh/kg,固态电池能量密度能达到400-900Wh/kg。
目前,固态电池技术路线主要有聚合物固态电池、氧化物固态电池和硫化物固态电池三种。东风汽车集团有限公司研发总院院长杨彦鼎接受《汽车纵横》采访时说,“聚合物固态电池具有易加工性和良好的界面相容性,但电导率较低,热稳定性较差;氧化物固态电池是热稳定性和电化学稳定性良好,但易脆裂、难成膜加工;硫化物固态电池具有良好的离子电导率和一定的柔性,但对湿度极度敏感,且与金属锂和三元正极的界面稳定性较差,同时也有极高的制造难度。”
黄冈职业技术学院客座教授张翔对财经网汽车表示:“目前固态电池产业仅为起步阶段,依托我国新能源汽车产业优势,我国车企有望在固态电池领域取得先机,助推中国新能源汽车产业进一步发展。”
企业竞相布局抢占先机
进入2024年,固态电池成为了新能源汽车领域的热门话题。
如上汽、广汽、东风、长安、比亚迪、吉利、长城等多家车企都在固态电池领域布局。另外,如宁德时代、国轩高科、赣锋锂业、欣旺达、卫蓝新能源等电池企业也都在固态电池方面动作不断。
中国工程院外籍院士孙学良曾表示,全固态电池规模化量产和应用,窗口期在2025-2030年间。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高也曾表示,全固态电池预计2027-2030年可以产业化。
多位行业专家及学者认为,2030年左右或将是固态电池产业化关键时间节点。从行业发展来看,已有不少主机厂和电池企业发布了固态电池产业路线图,量产时间集中于2026-2030年。
关于固态电池研发进展,广汽集团方面向财经网汽车介绍称,广汽集团实现了全固态电池能量密度达到400Wh/Kg以上,较当前量产的液态锂离子电池体积能量密度提升52%以上,质量能量密度提升50%以上,实现超1000公里续航。
广汽方面告诉财经网汽车,计划在2026年完成全固态电池开发,并首先搭载于昊铂车型。
图源:财经网汽车摄图
另据公开资料,2023年11月,长安汽车表示,对于半固态、固态电池,计划不晚于2027年推动重量能量密度达到350-500Wh/kg、体积能量密度达到750-1000Wh/L,并逐步量产应用,2030年实现全面普及。
2024年5月,上汽集团在新能源技术发布会上表示,上汽全固态电池将于2025年在上汽自主品牌实现规模搭载,于2026年实现量产。该全固态电池第一阶段产品能量密度超过400wh/kg,第二阶段产品将突破500wh/kg。
除上述车企外,汽车行业的绝大部分参与者都在积极布局固态电池,只是有些车企选择了不公开研发进展及装车时间。
据汽车纵横杂志,例如去年初有报道称,吉利汽车内部人士透露,就固态电池领域,不仅与卫蓝新能源建立了投资合作关系,还专门成立了固态电池研发团队。一汽集团并没有官方的固态电池研发信息,但前段时间其研发总院电池开发部部长孙焕丽在接受媒体采访时透露了相关进展。
还有宁德时代、国轩高科、欣旺达等电池企业也在加大固态电池研发。
2024年4月,宁德时代首席科学家吴凯表示,全固态电池的成熟度指标若用1-9数字表示,宁德时代目前在4的水平,目标是2027年到7-8的水平。预计到2027年宁德时代实现全固态电池小批量生产。
2024年5月,国轩高科发布了全固态电池金石电池,其能量密度达到350Wh/kg,预计2027年实现全固态电池小批量上车实验,2030年实现量产;卫蓝新能源预计到2026年底实现全固态电池量产;欣旺达计划2026年实现固态电池量产。
可以预见,随着技术的不断进步和产业的持续发展,固态电池有望在未来几年内实现重大突破,为新能源汽车和储能等领域带来革命性的变革。
对此,汽车行业资深分析师毅阳向财经网汽车表示,目前市场来看,大家还是在卷半固态电池,最快也得在今年年底或明年上半年真正实现装车,但目前成本会比较高,预估会在800到1000km的续航停留一两年左右。
规模化量产仍存在挑战
“从目前来看的话,可能最激进的还是日本车企,装车时间估计也得在2026年往后,按照他们的时间表,从2024到2025再推到2026年,以目前环境情况下,明年推出纯固态电池的概率还不是特别大。”汽车行业资深分析师毅阳分析称。
据汽车纵横整理公开资料,截至2024年5月27日,从技术来源看,日本仍是全球固态电池领域专利申请最多的国家,占全球专利申请量的比例近40%;中国位居第二,占比约26.6%。
从布局市场来看,中国是全球固态电池专利布局最多的市场,约占31.4%,而日本约占27%。
欧阳明高曾表示,目前全球固态电池产业布局特点是,中国企业数量最多,日韩企业数量较少但实力较强,美国基本是创业企业,而欧洲主要是与美国创业企业进行合作等。
图源:宁德时代
从全球范围来看,日本、韩国在全固态电池布局方面早于中国。日本在《蓄电池产业战略》中提出,2030年左右实现全固态锂电池商业化应用。2023年10月,丰田汽车宣布,争取2027年至2028年实现全固态电池进入实用化阶段。
日产汽车研究部门副总裁土井和弘表示,日产首款采用固态电池技术的量产车型预计2028年推出。2024年3月,韩国三星SDI发布全固态电池量产规划,预计2027年量产。美国的福特汽车曾表示,预计2026年推出搭载固态电池的车型。宝马汽车计划2025年前推出搭载基于Solid Power公司技术的全固态电池试验车,2030年前实现量产。
虽然业内对固态电池期待值不断攀升,但也有人对固态电池发展有不同声音。
张翔分析认为,“固态电池离产业化‘元年’尚有距离。目前产品多属于半固态电池范畴。从多家车企和供应商宣布的进展来看,还没有实现大规模交付,市场保有量低,装车量目前还没有行业数据统计,使用效果还有待观察,生产成本有待进一步降低,真正走向成熟或需要4年至5年。”
张翔还表示,目前对于参数解读的意义不大,关键是得看固态电池能否顺利量产,广汽计划是2026年上车,这是个工作计划,并非已商业化或量产。
“同时,全固态电池从上车到大规模量产也有一定时间,产量不高的情况下,研发成本、生产线、厂房的投入就没办法分摊,生产成本仍将居高不下。”他表示。
内容综合自汽车纵横、中国经营报、科创板日报等。