固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平

　　来源：中国(guó)经营报

　　本报记者陈茂利北(běi)京报道

　　“要将电动化进行到底，全力攻克下一代(dài)电动化核心技术——全固态电池技术，估计2030年左右(yòu)全固(gù)态电池可能产(chǎn)业(yè)化，技术再上一(yī)个大台阶。此(cǐ)外，全固(gù)态电池会使我(wǒ)们的安全再升一(yī)个档(dàng)次。”

　　中国科学院院士、中国全(quán)固态电池产学(xué)研协同创新平台理事长欧阳(yáng)明高曾在接受《中国经营报》等媒体记者采访时(shí)表示。

　　近日，在2024世界动(dòng)力(lì)电池大会上，欧(ōu)阳明高再次强调发展(zhǎn)全固态电池的重要性，但他同时指出，要循(xún)序渐进。“电池（技术）不是(shì)一天就能被颠(diān)覆的，欲速(sù)不达(dá)，循序渐进，可能是最快的速度。要面向2030年大规模产业化，不要一上来就提很高的(de)目(mù)标。”

　　随着现有液态锂离子电池密度已接(jiē)近理论极限，产业链上的企业正在攻关新一代电池技术。其中，全固态电池因(yīn)高安全性和高能(néng)量密(mì)度被行(xíng)业视为最具潜力的“下一代(dài)动力电池”。

　　不只中国，日、韩、美、欧等国家(jiā)和地区也(yě)在加大力度(dù)布局全固态电池，力图率先取(qǔ)得优势。宁德时代副总裁孟祥(xiáng)峰表示：“固(gù)态(tài)电池现在很热，日韩也在这个赛(sài)道上努(nǔ)力，中国很多企业都在努力(lì)，但仍(réng)然需要创新型企业和(hé)大型化工企业进(jìn)入，要保证我们的产业链建起来(lái)。”

　　资本热潮(cháo)下(xià)的固(gù)态电池

　　2024年(nián)，固态电池赛道成为受投资人关注的板块之一。近期，固态电池概(gài)念(niàn)股日趋活跃，9月4日，德尔股份、科恒股份、南都(dōu)电源收获20%的涨停板(bǎn)。

　　消息面上，中创新航、鹏辉能源(yuán)、德尔股份、宁德时代等公司接连传出固态(tài)电池领域最新进展。

　　8月(yuè)28日，中创(chuàng)新航、鹏辉能(néng)源两家动力(lì)电池厂商在同一天发布了固(gù)态电池领域的最新成(chéng)果。

　　其(qí)中，中创新航发布的“无界”全(quán)固态电池(chí)技术，能量密度达430Wh/kg，容量50Ah；同时(shí)在电(diàn)池运行压力、寿命、功率(lǜ)方面均取得重(zhòng)要(yào)突破，计划于2027年装车。

　　鹏(péng)辉能源发布20Ah和2000mAh两款软包全固态电池(chí)，能量密度为280Wh/kg，未来(lái)有(yǒu)望(wàng)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(mó)生产，2026年将(jiāng)正式建立产线并批量生产(chǎn)。

　　值得一提的(de)是，通过(guò)独特的电解(jiě)质湿法涂布工艺，鹏辉能源成功绕开氧化物固态电解质高温烧结(jié)过程(chéng)，避开陶瓷材料固有脆(cuì)性，大幅简化工(gōng)艺。

　　“采用此工艺的固态电池，整体成本相较常(cháng)规锂电成本预计仅高出(chū)15%左右。未来3—5年，随着工艺(yì)不断优化及材料进一步降本(běn)，有望达到与常规锂电(diàn)相同(tóng)成本。”鹏辉(huī)能源方面介绍。

　　除了上述两家公司，记者关注到多家(jiā)固态电池概念股在固态电池领域(yù)均有(yǒu)最新进展(zhǎn)。

　　德尔(ěr)股份(fèn)在回应(yīng)投资者提问时(shí)表示，目前固态电池产品已通过第三方机(jī)构(gòu)的(de)针(zhēn)刺试验、过充电试(shì)验和(hé)加热试验。同时，公司已与江(jiāng)铃新(xīn)能源签(qiān)订了《固态电池战(zhàn)略合作协议》，共同致力于固态电池领域的创新和发(fā)展。

　　南都电源在互(hù)动(dòng)平台表示，公司自(zì)2017年开展固态电池的研制工作，并于2020年承担浙江(jiāng)省(shěng)固态电池重点研发计划(huà)，目前固态(tài)电池产品能量密度可达350Wh/kg，循环寿命2000次，已通过热箱、短路等安全项测试，各项指标顺(shùn)利完成，将于(yú)今(jīn)年四季度(dù)完成项目(mù)验收(shōu)。

　　全球动(dòng)力电池龙头企业(yè)宁德时代近日在接受机构调研时提(tí)及，公(gōng)司在全(quán)固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(xiàn)小批量生产。

　　宁德时代(dài)董(dǒng)事长(zhǎng)曾(céng)毓群(qún)表示，宁德时代在(zài)全固(gù)态(tài)电池的研发(fā)已(yǐ)有七八年(nián)，对比全球发展情况(kuàng)应该是“领先一大步(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过程研究(jiū)所(suǒ)武(wǔ)建飞研究员带领的先进储能材料与技术研究组，研发出用于全固态锂(lǐ)硫电池的新型硫化(huà)锂正极材(cái)料，能(néng)量密度(dù)超过600Wh/kg，与目前已商业化的锂离子(zi)电(diàn)池相比，其能量密度高出1倍(bèi)有余，且(qiě)成本更低。

　　中国科(kē)学院院士陈军今年3月曾透露(lù)：“团队已经研发出400Wh/kg的固态电(diàn)池。未来的1—2年，我们要突破600Wh/kg的(de)固态(tài)电池的研发(fā)，充一(yī)次电，电动汽车(chē)就可以跑1000公里以上。”

　　在(zài)安全性(xìng)和(hé)能量(liàng)密度方面远超液态(tài)锂离子电池是企业(yè)研(yán)发固态(tài)电池的动力。“为什么中国需要全固态电池？因(yīn)为全固态电池(chí)具(jù)有(yǒu)技术颠覆的性能潜(qián)力。”欧(ōu)阳明高解释，全固态电池还有高安全性、高能量(liàng)密(mì)度(dù)、高功率(lǜ)特性，以及温度适应(yīng)性更宽等特点。

　　多家机构的研报显示，目前，液态锂电池能量密度的理论极限在350Wh/kg左(zuǒ)右，主流液态三元电池的能(néng)量密度可以做到260Wh/kg—280Wh/kg，其中，能量密度在250Wh/kg左右，对应续航500公里(lǐ)—700公里，固(gù)态电池能量(liàng)密(mì)度有望达到500Wh/kg，续航里程有(yǒu)望翻(fān)倍实现1000公里(lǐ)以上。

　　欧阳明高介绍：“我们的(de)实(shí)验表明，全固态(tài)电池1C（C是用来表示(shì)电池充放电能力倍率）充电循环可以达到1000次，5C充电循环可以达到10000次，这也是(shì)全固态电池成为未来动力电池重要发展方向的因素(sù)之一。”

　　2027年有望小批量生产(chǎn)

　　“当前（固态电池(chí)）行业最高(gāo)水平只到(dào)4（10分制），做出了一些器件样(yàng)品，进行了一些实验验证。”曾毓群的(de)话在一定程度上给反应热烈(liè)的资本市场(chǎng)降温。

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

　　即便已有企业给(gěi)出了固态电池市场化推广时间(jiān)表(biǎo)，但从实验室到(dào)工厂，从(cóng)样品到量产，这条路注定不会一帆风顺。要想(xiǎng)在汽车行业实现大规模(mó)应用(yòng)，固(gù)态电池(chí)在材料(liào)设计、制造工艺、装备(bèi)生产和成(chéng)本控制等方面还有较长的(de)路要走。

　　欧阳明高等业内人士认为，固态电池研发推(tuī)进(jìn)要(yào)“循序渐进”。“我做燃料电(diàn)池的体会是一次解决一个问题。固态电池也(yě)一固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平样，首先要解决固态电解质的问题，先把这个问题(tí)解决，我们不要正(zhèng)极也变、负极也(yě)变(biàn)、电(diàn)解质也变，怎(zěn)么可能一次都(dōu)解决。”

　　他认为(wèi)，固(gù)态电池的参数也需要一步一个脚印慢慢提升，而不是迅速(sù)在(zài)热管理、能量密度、充电速度(dù)等方面完成对传统液态电解质电池的超越。

　　欧阳明高举例(lì)，可以先把固态电池的(de)安全性(xìng)提高到300Wh/kg磷酸铁锂电(diàn)池那种安全性，再解(jiě)决固态电池在不同温度下表现的(de)稳定性问题，进而将负(fù)极材料切(qiè)换(huàn)为硅碳路线。

　　产业层面对固态电池量(liàng)产给出的(de)时间(jiān)表是2027年。曾毓群举例，如(rú)果用数字1—9表示固(gù)态电池(chí)技术和制造的成(chéng)熟度，1是刚开始涉及该领域，9是技术成熟可以(yǐ)投入大规(guī)模生产。

　　“公司的(de)全固(gù)态电池研发项目目前处于 4的水平，目标(biāo)是到2027年达到7—8的水平，有望实现小批量(liàng)生产全固态电(diàn)池。”宁德时(shí)代曾在接受机(jī)构调研时表示。

　　曾毓群指出：“全固态电池关(guān)键在于(yú)材料和化学(xué)体系，最难的(de)是界面问题，即颗(kē)粒与颗粒间的离子传输。”

　　孙华军判断，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(qī)，将运用到主流电动汽车。

　　此外，全固态电池的成本高也是其商业化的“拦路虎”。根据产业(yè)链上的公司公布的数(shù)据，当前(qián)半固态电池成本已远(yuǎn)高于商用(yòng)化的液态电池成本。考(kǎo)虑到电解质材料变化、生产工艺改变、产品质量控制经验不足导(dǎo)致的工(gōng)程(chéng)验证周期长等多重因素，全固态电池成本(běn)会更高。

　　欧阳明高院(yuàn)士工作站董事长兼总经理(lǐ)华剑锋在接受钛(tài)媒体采访时直(zhí)言：“原材料其实都不贵，但要做成固态电池就(jiù)贵了，毕竟现在固态电池的产业链还未形成规模，没(méi)有批量生产的设(shè)备。”

　　他举例(lì)，比如生产材(cái)料的湿度要控制(zhì)在一个极低的水平，或电解(jiě)质需要在一种惰性气体下才能制备，这就要(yào)求比较高(gāo)的成本。孙华军表示：“随着固态电池的(de)发展，一(yī)些技术相对成熟之(zhī)后(hòu)，在产业链构(gòu)建上会有一些(xiē)变化，比如硅碳在固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平固态电池里面可以有(yǒu)100%应用的机会。”

责任编辑：李桐

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