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：中国经营(yíng)报

　　本报记者陈茂(mào)利北京报道

　　“要将电动化进行到底，全力攻克下一代电动化核心技术——全固态电池技术，估计2030年左右全固态电(diàn)池(chí)可能(néng)产业(yè)化，技术(shù)再上一个大台阶。此外，全固态电池会使我们的安全(quán)再升一个档次。”

　　中(zhōng)国科学院院士、中国(guó)全固态电(diàn)池产学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(fǎng)时表示。

　　近日(rì)，在2024世界动力电池大(dà)会上，欧阳明高再次强调发展全(quán)固态电池的重要性，但他同时(shí)指出，要循序渐进。“电池（技术）不是一天就(jiù)能(néng)被颠覆的，欲速不达，循序渐进，可能是最快的速(sù)度。要面(miàn)向2030年大规(guī)模产业化(huà)，不要一上来就提很高的(de)目(mù)标。”

　　随着现(xiàn)有液态锂离子(zi)电池密度已(yǐ)接(jiē)近理论极限，产业链上的企(qǐ)业正在(zài)攻关新一(yī)代电池技术。其中，全固态(tài)电(diàn)池因(yīn)高安全性和高能量密度被行业视(shì)为最具潜力的“下(xià)一代动力电池”。

　　不(bù)只中国，日、韩、美、欧等(děng)国家和地(dì)区也在加大力度布局全固态(tài)固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平电池，力图率先取(qǔ)得优(yōu)势。宁德时代副(fù)总裁孟祥峰表示：“固态电池现(xiàn)在很热，日韩也(yě)在(zài)这(zhè)个赛道上努(nǔ)力，中(zhōng)国很多企业都(dōu)在努力，但仍然需要(yào)创新型企业和大型化工企业进(jìn)入，要保证我们的产业(yè)链建起来。”

　　资(zī)本热潮下的(de)固态电(diàn)池

　　2024年，固(gù)态电池(chí)赛道成为受(shòu)投资(zī)人关注的板块之一。近期，固态电池概(gài)念股(gǔ)日(rì)趋活跃，9月4日，德尔股(gǔ)份、科恒股份、南都电源收(shōu)获20%的涨停板。

　　消息面上，中创新航、鹏(péng)辉能(néng)源(yuán)、德尔股份、宁德(dé)时代等公司接连传出固态电池领域最新(xīn)进展。

　　8月28日，中创新航、鹏辉能(néng)源两家动(dòng)力电池厂商在同一(yī)天发布了固态电池领域的最新成果(guǒ)。

　　其中，中创新航发布的“无(wú)界”全固态电池(chí)技术，能量密度达430Wh/kg，容量50Ah；同时在电(diàn)池运行压力、寿(shòu)命、功率方面均取得重要突破，计划(huà)于2027年装车。

　　鹏辉能源发布20Ah和2000mAh两款软包全固态电(diàn)池，能量密度(dù)为280Wh/kg，未来有望做到300Wh/kg以上。该公司(sī)披露，预计2025年启动(dòng)中(zhōng)试研发并(bìng)小规模生产，2026年将正式建立产线并批量生产。

　　值得一提的是，通过独特的电解质湿法涂布工艺，鹏(péng)辉能源成(chéng)功绕开氧化物固态电(diàn)解质(zhì)高温烧结过程，避开陶瓷(cí)材料固有脆性，大幅简化工艺。

　　“采用此工艺的固态电池，整(zhěng)体(tǐ)成(chéng)本相较常规锂电(diàn)成本预计仅高出15%左(zuǒ)右。未来3—5年，随着工艺不断(duàn)优化及材料进一步降本，有望达到与常规(guī)锂电相同成本。”鹏辉能源方(fāng)面(miàn)介绍。

　　除了上述两家公司，记者关注到多家固态电池概念股在固态电池领(lǐng)域均有(yǒu)最新(xīn)进展。

　　德尔股份在回应投资者提(tí)问(wèn)时表示，目前固态电池产品已通过第三方机构的针刺试验、过充电(diàn)试验和加热试验。同时，公(gōng)司已与江(jiāng)铃(líng)新能源签(qiān)订了《固态电池战略合作协议(yì)》，共同致力于固态电池领域的创新和发展。

　　南都电(diàn)源在互动(dòng)平台表示，公司自2017年开展固(gù)态电池的研制工作，并于2020年(nián)承担浙江省固态(tài)电池重点研(yán)发计划，目前固(gù)态电池产品(pǐn)能量密度可达(dá)350Wh/kg，循环寿命2000次(cì)，已通过热箱、短路等安全(quán)项测试，各项指(zhǐ)标顺利完成，将于今年四季度完成项(xiàng)目验收。

　　全球动力电池龙(lóng)头企业宁德时代近日在接受(shòu)机构调研时提及，公司在全固态电池上持(chí)续坚定投入，技术处于行业领先水平，2027年有望固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平实现小批量生产。

　　宁德时代董事长曾毓群(qún)表示，宁德时代在全固(gù)态电(diàn)池的研发已有七八年，对比(bǐ)全球发(fā)展情况应该是“领先(xiān)一大步”或者说是“ second to none”（首屈一指）。

　　值得关(guān)注的是，近日，中国科学院青岛生物能源与过(guò)程研究所武建飞研究员带领的先进储能材料与技术研究(jiū)组，研(yán)发出用(yòng)于全固态锂(lǐ)硫电池的新型硫化锂正极材料，能量密度超过600Wh/kg，与(yǔ)目前已商业(yè)化的锂离(lí)子电池相比，其能量(liàng)密度高出1倍(bèi)有余，且成本更(gèng)低。

　　中(zhōng)国科学(xué)院(yuàn)院士陈(chén)军今年3月曾透露：“团队已经研发出400Wh/kg的固态电池(chí)。未来的1—2年，我们要突破600Wh/kg的固态电池的研发，充(chōng)一次电，电动汽车就可以跑1000公里以上。”

　　在安全性和能量(liàng)密度方面远超液态锂离(lí)子电池是企业研发固态电池的动力。“为什么中国需要全固态电池？因为(wèi)全固(gù)态电(diàn)池具有技术颠覆的性能潜力。”欧阳明高解释，全固态电池还有高安(ān)全性、高能量密度、高功率特性，以(yǐ)及(jí)温(wēn)度(dù)适应性更宽等特(tè)点。

　　多(duō)家机构的研报显示，目前，液(yè)态锂电池能量密度的理论极限在350Wh/kg左右，主流液态三元电(diàn)池的能量密度可以做到260Wh/kg—280Wh/kg，其中，能(néng)量密(mì)度在250Wh/kg左右，对应续航500公里—700公里，固态电(diàn)池能量密度(dù)有望达(dá)到500Wh/kg，续航里程有(yǒu)望(wàng)翻倍(bèi)实现(xiàn)1000公(gōng)里以(yǐ)上。

　　欧阳明高介绍：“我们的实验表(biǎo)明(míng)，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(xún)环可以达到1000次，5C充电循环可以达到10000次(cì)，这(zhè)也是全固态电池成为(wèi)未来动力电池重(zhòng)要发展方向的因素之一。”

　　2027年有望小批量生产

　　“当前（固态电池）行(xíng)业最高水平只(zhǐ)到4（10分制），做(zuò)出了(le)一些器(qì)件样品，进行了一些实验验证。”曾毓群的话在(zài)一定程度上给反应热烈(liè)的资(zī)本(běn)市场降温。

　　比(bǐ)亚迪首席技术官（CTO）孙华军表示：“目前，我们固态电池商业化加速未来三五年有望与锂电池成本打平实际的状态(tài)还是从早期的实验(yàn)室到工程化这个(gè)转化的过程。”

　　即便已有企业(yè)给出(chū)了固态电池市场(chǎng)化推广时间表，但从实验室到工厂，从样品到(dào)量产，这条路注定不会一帆(fān)风(fēng)顺。要想在汽(qì)车行业实现大规模应用，固态电池在材(cái)料(liào)设计(jì)、制造工艺、装备(bèi)生产和成本(běn)控制等方面还有较长(zhǎng)的路要(yào)走。

　　欧阳明高等(děng)业内人士认(rèn)为，固态(tài)电池研(yán)发推进要“循序(xù)渐进”。“我做燃料电池的(de)体会是一次解决一个问(wèn)题。固态电池也一样，首先要解决固态电解质的问题，先把这个问题解决(jué)，我们不要正(zhèng)极也变、负极也(yě)变、电解质(zhì)也变(biàn)，怎么可能一次都解决(jué)。”

　　他认为，固态电池(chí)的参数也需要一步一(yī)个脚印慢慢提升，而不(bù)是迅速在热管理(lǐ)、能量密度、充电速(sù)度等方面完成对传统液态电解质(zhì)电池的超越。

　　欧阳(yáng)明(míng)高举例，可以先(xiān)把固态电池的安全(quán)性提高到300Wh/kg磷酸铁(tiě)锂电池那种安全性，再解决固态电池在不同温度下表现(xiàn)的稳定性问(wèn)题，进而将负(fù)极材料切换为(wèi)硅碳路线。

　　产业层面(miàn)对固(gù)态电池量产给出(chū)的(de)时间表(biǎo)是2027年。曾毓群举例，如果(guǒ)用数字(zì)1—9表示固态电池技术和制(zhì)造的(de)成熟度，1是刚开始涉及该领域，9是技术成(chéng)熟可以投入大规模生产。

　　“公司的全固态电池(chí)研(yán)发项目目前(qián)处于 4的水(shuǐ)平，目标是到2027年达到7—8的(de)水平，有望实现小批(pī)量生产全固态(tài)电(diàn)池。”宁(níng)德时代曾在接(jiē)受机构调研时表示。

　　曾毓群指出：“全固态电池关键在于材料(liào)和化学体系，最难的是界面(miàn)问题(tí)，即(jí)颗粒与颗粒(lì)间的离子传输。”

　　孙华军判断，2027—2029年将会是硫化物固(gù)态电(diàn)池的示范期(qī)，主要针对中高端电动车。2030—2032年，硫(liú)化物固态电池会进入拓展期，将运用到主流电动汽车。

　　此外，全固态电(diàn)池的成本高也是其商业化的“拦路(lù)虎”。根据产业链上的公司公布(bù)的(de)数据，当前半固态电(diàn)池(chí)成(chéng)本(běn)已远高于商用化的(de)液态电(diàn)池成本。考(kǎo)虑到电解质材料(liào)变化、生产工艺改变、产品质(zhì)量控制经验不足导(dǎo)致的工程验(yàn)证周期长等多重因素，全固态电(diàn)池成本会更高。

　　欧阳明高院士工作(zuò)站董事(shì)长兼总经理华剑锋在接受钛媒体采访时直言：“原材料其实都不贵，但要做成固态电池就贵了(le)，毕(bì)竟现在固态电池的产业(yè)链(liàn)还未形成规(guī)模，没有批量生产的(de)设备。”

　　他举(jǔ)例，比如生产材料的湿度(dù)要控制在一个极低的(de)水平，或(huò)电解质需要在一种惰性气体下才能制备，这就要求(qiú)比较(jiào)高的成本。孙华军表示：“随着(zhe)固态电池的(de)发展(zhǎn)，一些技术相(xiāng)对成熟之后，在产(chǎn)业链构建上(shàng)会有一(yī)些变化，比如硅碳在固态电池里面可以(yǐ)有100%应用的机会。”

责任编辑(jí)：李桐

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