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固态电池技术加速导入,新能源商用车或迎新突破

固态电池技术加速导入,新能源商用车或迎新突破

固态电池的“热风(fēng)”,终于吹到了商用车领域(yù)。

近日,固态电池在商用车行业产业化提速的消息纷至沓来。先是一汽解放宣布与孚能科技共建战(zhàn)略联盟,双方将携手推广半(bàn)固态、固态电池商用车市(shì)场及产(chǎn)业(yè)链发展;随后,福(fú)田汽车在互动平台透露(lù),其正在轻卡 上展开半固态电池的(de)技术研(yán)发与搭(dā)载(zài)测试。

那么,固态电池在(zài)商用车领域应用(yòng)前景究竟如何?

优势不 小 带动新能源商用车技(jì)术升级

动力电池是电 动汽车的硬件(jiàn)“心脏”,其技术每一次(cì)创新与突破(pò),都能引发行业格 局的重大变化。目前,新能源汽车动力电池市场主要以液体锂(lǐ)电解质电池为主,经过多年技术开发,其潜力被深度挖掘(jué),关键材料性能均已(yǐ)接近理论极限,但仍难以满足用 户日益增长的高性能需求。

在此背景下,市场迫切期待电池技术实现(xiàn)革命性(xìng)突(tū)破。经过行业和相关企业的不懈探索,固态电(diàn)池逐(zhú)渐崭露头角,被视为锂离子(zi)电池升级的重要方向。中国(guó)科学院院士欧阳明高曾(céng)公开表示,全固态电池是下一代电池(chí)的首选(xuǎn)方(fāng)案之一,也(yě)是下一代电池(chí)技术竞争的关键制(zhì)高点。

固态电池之所以被全行业寄予厚望,甚至被视为动力(lì)电池的(de)终极解决方案,主要(yào)是因为其拥有卓越(yuè)的性能(néng)优势,理论上能够(gòu)完美规避液态电池的(de)所有痛点。

首先(xiān)是高安全性。与传统锂(lǐ)离子电池使用的液态电解质不(bù)同(tóng),固态电池(chí)采用固态电(diàn)解质来传导离子,不 含易燃易爆、易(yì)挥发等(děng)成分,从(cóng)根本上(shàng)解决了液态电池的关键安(ān)全隐患;其次是高能(néng)量密度。固态电解(jiě)质更稳定、电化学窗口更高,可以与更(gèng)高能正(zhèng)、负(fù)极活(huó)性材料(liào)相匹配,从而显著(zhù)提升能量密度,理论上限(xiàn)可达500Wh/kg,远高于液态电池的(de)350Wh/kg。另 外(wài),全固态(tài)电池的适用温度范围更(gèng)广,续驶 能力几乎不(bù)会因环境温(wēn)度变化(huà)而受到影响。

作为一种新型电池技术,固态电(diàn)池顺应(yīng)了锂电(diàn)池追求更高性能及安全性的(de)发展趋势,且具有充电速(sù)度快、循环性能好等诸(zhū)多优势,不仅有望在乘用车领域开辟新的发展空间,更与 新能源商用车对高性能电池的迫切需求高度契(qì)合。

对此,有业内专(zhuān)家指出,相比乘用车,商用车产品类型多、场景(jǐng)丰富、工况(kuàng)复杂,对动(dòng)力电池技术的创 新要求更高,除(chú)了要满足高安全性、长续驶里程等基本需求外,还 需具备补能快、宽(kuān)温域、低能耗、动力强劲及自重轻等特点(diǎn)。固态电池(chí)以其(qí)出色(sè)的性能指标,有望更(gèng)好地解决行业(yè)当前存在的痛点,为(wèi)新能(néng)源商用车技术发展提供新思(sī)路。

一汽解放相(xiāng)关(guān)负责人(rén)表示,相(xiāng)较于传统液态电(diàn)池,固态(tài)电池在(zài)充能速度(dù)、能量密度、安(ān)全性等方面具有显著(zhù)优势。近期,多家商用车企业开展半固态及(jí)固态电池的(de)研发与测试,无(wú)疑(yí)将推动新能源商用车技术水固态电池技术加速导入,新能源商用车或迎新突破 平实现跨越发展,进而助推商(shāng)用车加(jiā)速向电动化转型。

难度不(bù)小 量产(chǎn)应用仍面(miàn)临多方掣(chè)肘

如今,固态电池已成(chéng)为全球(qiú)动力(lì)电池领域竞争的焦(jiāo)点,国(guó)内相关产业链正积极部署,不仅加快固 态电池的研发(fā)进度,还将其装车量(liàng)产提上议程。展望未来(lái),固态电池的发展前景(jǐng)无疑值得期待。

据业(yè)内机构预测,2024年全球固态电(diàn)池(含半固态电池(chí))需求量预计达(dá)到2.3GWh;到2030年有望增(zēng)长至220GWh。在此期间,年均复(fù)合增速预计高(gāo)达114%,对应的市场规模(mó)也将大幅提升,预计2024年将达(dá)到19.5亿元,2030年将攀升至1162.3亿(yì)元。

随着更多投产项目的推进及合作(zuò)的深化,固态(tài)电(diàn)池在(zài)商用车领域的(de)重要性将日益凸显。不过,就当前情(qíng)况来看(kàn),固态电池商业(yè)化进程仍需一定时间(jiān),实现推广应用(yòng)尚需(xū)克服诸(zhū)多难(nán)题。

“近年来,固态(tài)电池(chí)的(de)创新(xīn)研发(fā)取得(dé)令(lìng)人瞩目的成果,行业内也掀起一股量产装车的热潮(cháo),充分显示出其产业化提速的趋势。但同时也应清醒地认识到,目前(qián)装车应用的多为半(bàn)固态电池,且仍(réng)处(chù)于样车或小批量(liàng)示范运营阶段,全固态电(diàn)池尚未实现从实验室到量产应用的跨越。”车夫咨询合伙人曹广平告诉记(jì)者,尽管(guǎn)固态电池具有电解质薄、能量密度高(gāo)等优势,但(dàn)在界面(miàn)阻抗、电池寿命、膨胀特(tè)性、生产工艺及产品价(jià)格等方面仍需逐步突破,短 期内实现商业化的 可能(néng)性相(xiāng)对(duì)较小。

据(jù)介绍,从液态电池(chí)向半(bàn)固态、全固态(tài)电池转变,关键在于电解质的革新,这从(cóng)技术、成本(běn)和(hé)制造工艺等角度来看,都是极具挑(tiāo)战的。在技术(shù)层(céng)面,固态电解质面临的离子输运机(jī)制、锂枝晶生长机(jī)制(zhì)以及多场(chǎng)耦合下的失效失控机制等核心问题亟待解决(jué)。同时,对于具有生 产工具属性的商用(yòng)车来说,固态(tài)电池(chí)的充电速度和(hé)循环寿命也需进一步提升(shēng);在成本方面,由于(yú)制造过程需使用高纯度材料 和先进工 艺,且制程复杂,导致生产成本高(gāo)企,这在一定程度上限制(zhì)了固(gù)态(tài)电池的量产。此外,固态电池(chí)上下游(yóu)产业链的配套尚不完善,回收利用问题同样亟待解决。

由此(cǐ)可见,固态电池在商用车乃至整个汽车领域(yù)的商业化应用仍面(miàn)临诸多挑(tiāo)战,这要求相关(guān)企业持续加大技术研发(fā)力度,努力降低生产成本。根据(jù)主流车企(qǐ)和(hé)电池厂商的(de)时间规划,固态电池量产节点大致在2030年左右。但目前来看,固态电池未来的量产(chǎn)进度仍(réng)充(chōng)满不确定性,能否如期 实(shí)现商业化尚难预测。在这(zhè)种情况下,半固态电池(chí)作为液态电池向全固态电池过渡的中间产品,正成为企业竞相布(bù)局(jú)的焦点,并有望率先在商(shāng)用车领(lǐng)域实现产业化。

商用(yòng)车新能源技术路(lù)径趋于多元化

作(zuò)为新兴的动力电(diàn)池(chí)选择,固态电池产业化落 地尚需时间的积(jī)累与沉淀(diàn)。尽管距离达成终极(jí)目标仍“道阻且长”,但随着技术不断突破和成(chéng)本逐步降低,固(gù)态电池的普及应用终将“行则将至”。

届(jiè)时,新能源商用车的续(xù)驶里程有望得到显著提(tí)升,同 时充电(diàn)速度更快,安全性更高,使用寿命也将大幅延(yán)长。这一变革将为(wèi)新 能(néng)源商用车行业(yè)带(dài)来前所未 有的发展机(jī)遇,推动商用(yòng)车电(diàn)动化从传统液体电池固态电池技术加速导入,新能源商用车或迎新突破逐步迈向固态电池的新时代。与此同时,商用车行业现有的多元化动 力、燃料解决方案也将并(bìng)存共进,共同助力商用车行业转型升级。

如今,众多企业纷纷加快在固态电池领(lǐng)域的布局,接下来的动力电(diàn)池“抢滩登陆战(zhàn)”将会变得愈发激烈。而商用车作为(wèi)汽车新能源化的重(zhòng)要一环,产业链上的企业更应抓住新一轮机遇,积(jī)极推动固 态电池的研发与(yǔ)商业(yè)化进程。

此次,一(yī)汽解放与福田汽车的积极尝(cháng)试,正是探索商用(yòng)车(chē)电动化发展的一个缩(suō)影。双方将充分(fēn)发挥在(zài)技术、市场等 方面的优势,推动(dòng)固态电池在商用车领域的应(yīng)用,为行业转型升级注入(rù)强劲动力(lì)。鉴于目前半(bàn)固态电池已初步取得成(chéng)果(guǒ)优势,未来或将有更多企业迎难而上,勇(yǒng)攀全固态电(diàn)池(chí)技术的“珠峰”,为新能(néng)源商用车产业(yè)发(fā)展带来更多助力。

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