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爭奪固態(tài)電池“大戰(zhàn)”打響 商業(yè)化為時(shí)尚早

2018-07-30 10:50:58 中國產(chǎn)經(jīng)新聞報(bào)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
曾經(jīng),國內(nèi)外的汽車巨頭都把目光瞄準(zhǔn)了動(dòng)力電池。而這一次,風(fēng)向轉(zhuǎn)變,新一代高效固體電池成為各大車企爭奪的“香餑餑”。

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曾經(jīng),國內(nèi)外的汽車巨頭都把目光瞄準(zhǔn)了動(dòng)力電池。而這一次,風(fēng)向轉(zhuǎn)變,新一代高效固體電池成為各大車企爭奪的“香餑餑”。

近日,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)宣布與豐田公司和松下等企業(yè)啟動(dòng)新一代高效率電池(固體電池)的核心技術(shù)的開發(fā)。

該項(xiàng)目力爭在2022年之前,確立固體電池核心技術(shù)。到2030年前后,將每千瓦時(shí)電池組的成本降至鋰電池的1/3左右,將快速充電時(shí)間縮短至1/3(即10分鐘)。據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》稱,日本政府加大全固態(tài)電池研發(fā)力度的目的之一是重新占據(jù)市場主導(dǎo)地位。在車用電池領(lǐng)域,日本企業(yè)走在前列,2013年占據(jù)全球70%的市場份額,但2013年市場占有率僅為3%的中國企業(yè),到2016年已擴(kuò)大到26%,而日本企業(yè)則減至41%。

中國電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長陳清泰近日表示:“在鋰電池領(lǐng)域,日本企業(yè)已被中國企業(yè)趕超,在固態(tài)電池項(xiàng)目中,日本將舉全國之力推進(jìn)研發(fā),力爭奪回電池產(chǎn)業(yè)的霸權(quán),這種競爭會(huì)激勵(lì)中國的企業(yè)加倍努力。”

事實(shí)上,在固態(tài)電池研發(fā)方面,我國在稍早之前對于固態(tài)電池方面的研發(fā)就已經(jīng)取得了一定的成果。

據(jù)資料顯示,中國科學(xué)院作為科技國家隊(duì),在固態(tài)電池的研發(fā)上,也起到了排頭兵的作用。早在2013年11月,中國科學(xué)院就布局了一個(gè)戰(zhàn)略先導(dǎo)項(xiàng)目,希望能基于納米技術(shù),研究開發(fā)一些能夠?qū)嶋H應(yīng)用的先進(jìn)材料和電池技術(shù),目標(biāo)是300 Wh/kg。在固態(tài)電池開發(fā)方面,中國科學(xué)院旗下的5個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)也都取得了階段性進(jìn)展。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,在短期或中期內(nèi),固態(tài)電池可能實(shí)現(xiàn)突破,固態(tài)電池會(huì)用鋰金屬作為負(fù)極,提高能量密度,能夠解決當(dāng)前產(chǎn)業(yè)面臨的許多問題。

搶占“高點(diǎn)”

當(dāng)一項(xiàng)新的技術(shù)出現(xiàn)時(shí),總會(huì)讓人“為之一振”。而固態(tài)電池就是讓國內(nèi)外車企巨頭們熱血沸騰的投資“風(fēng)口”。

固態(tài)電池由于其安全性高、壽命長等特點(diǎn),成為各大車企爭奪的目標(biāo)。據(jù)了解,比亞迪在去年8月申請了一種全固態(tài)鋰離子電池正極復(fù)合材料及固態(tài)鋰離子電池發(fā)明專利。今年1月,比亞迪在投資者互動(dòng)平臺表示,公司正在積極推進(jìn)固態(tài)電池項(xiàng)目商用。

有媒體報(bào)道稱,寶馬公司將攜手電池技術(shù)公司SolidPower共同研發(fā)全新的固態(tài)電池。SolidPower之前宣稱其在固態(tài)電池技術(shù)方面迎來了突破,這家公司在鋰電池中混合了高容量的金屬鋰負(fù)極,并打造出了一種全新的固態(tài)電池,在重量相同的情況下,其電量為傳統(tǒng)鋰電池的2-3倍。

稍早之前,電動(dòng)汽車制造商菲斯克(Fisker)也申請了固態(tài)電池專利。有報(bào)道稱,F(xiàn)isker的專利中曾描述,固態(tài)電池以靈活的、優(yōu)越的能量密度。新電池將采用三維實(shí)體電極,提供相當(dāng)于當(dāng)前鋰離子電池2.5倍的能量密度。

毫無疑問,當(dāng)前,在汽車領(lǐng)域,雖然固態(tài)電池還未進(jìn)入商業(yè)化,但從目前國內(nèi)外各大車企們的布局動(dòng)作來看,競爭也已出現(xiàn)了“苗頭”。目前,寧德時(shí)代、現(xiàn)代、三星、LD等多個(gè)企業(yè)涉及該領(lǐng)域。

一位業(yè)內(nèi)人士還告訴《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者,固態(tài)電池今后的發(fā)展?jié)摿薮螅磥韼资曛校罅渴褂霉虘B(tài)電池的可能性非常大。目前有很多電池都出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象,而鋰電池也會(huì)被新一代產(chǎn)品所替代。

資料顯示,在固態(tài)電池方面,歐洲比較知名的是法國博洛雷Bolloré,它采用的是聚合物電解質(zhì)體系。博洛雷公司的電動(dòng)汽車“Bluecar”配備了其子公司Batscap生產(chǎn)的30kwh金屬鋰聚合物電池(LMP)采用Li-PEO-LFP材料體系,這些電動(dòng)車已有2900輛投入使用。

深圳市固廢環(huán)保科技有限公司董事長高長臣在接受《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者采訪時(shí)認(rèn)表示,固態(tài)電池結(jié)構(gòu)中不含有液體,所有材料都以固體形式存在的儲(chǔ)電電池。固態(tài)電池與其帶有液體電解質(zhì)的固態(tài)電池相比,從理論和商家分析其優(yōu)點(diǎn)是器件薄體積小,重量輕、能量密度高,充電快,這也較大程度縮短充電時(shí)間并大幅提高車輛的續(xù)航里程。

技術(shù)待解

根據(jù)NEDO的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2002~2014年間,全球與固態(tài)電池相關(guān)的專利申請總數(shù)為6498件。其中,日本占54%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國(16%)和美國(10%),擁有固態(tài)電池專利數(shù)量最多的企業(yè)是豐田汽車,該公司宣布最早或于2022年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用。

據(jù)了解,這種新型電池單次充電后,可以支持電動(dòng)汽車持續(xù)行駛804公里。另外,充電時(shí)間也縮短到一分鐘。在成本方面,由于材料和制造方面的進(jìn)步,它的成本僅為常規(guī)鋰離子電池2020年預(yù)計(jì)成本的1/3。

資料顯示,全固態(tài)鋰電池當(dāng)前能量密度約400Wh/Kg,預(yù)估最大潛力值達(dá)900Wh/Kg。但是固態(tài)電解質(zhì)具有高的電阻,在功率密度方面還存在一些待解決的問題,需要從固態(tài)電解質(zhì)、正負(fù)極材料上著手,一旦這些問題能夠有效解決,必將在未來掀起一場新的電池革命。

談及固體電池目前的現(xiàn)狀,華南智慧創(chuàng)新研究院院長曾海偉在接受《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者采訪時(shí)說,固態(tài)電池的優(yōu)勢不言而喻。但目前,固態(tài)電池還處于初步階段。

曾海偉說,就現(xiàn)有的技術(shù),目前固態(tài)電池還不能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化的企業(yè)也是“鳳毛麟角”。

高長臣認(rèn)為,縱觀國內(nèi)外固態(tài)電池生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品和宣傳,能夠讓廣大消費(fèi)者滿意的產(chǎn)品并不多,一些產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中與商家宣傳的功能也大相徑庭。

不難看出,在眾多電池體系中,雖然固態(tài)電池被認(rèn)為是一種比鋰離子電池更安全,電極電流密度更高的電池,但業(yè)內(nèi)對于固態(tài)電池的發(fā)展持有謹(jǐn)慎觀點(diǎn)。

日產(chǎn)研究與先進(jìn)工程高級副總裁淺見孝雄曾表態(tài)稱,盡管固態(tài)電池在實(shí)驗(yàn)室中確實(shí)能起作用,但如果將其做大并放入汽車中,在續(xù)航里程、安全和成本方面仍無法得到保障,該技術(shù)還需要更多突破。

他認(rèn)為,到2025年前,固態(tài)電池技術(shù)還無法完善地應(yīng)用在電動(dòng)汽車上,其中的障礙包括成本和生產(chǎn)難度等。

高長臣表示,參照國內(nèi)外有名氣電池商家在固態(tài)電池技術(shù),可以說是各有千秋。各商家們在固態(tài)電池技術(shù)上取長補(bǔ)短,盡早推出安全性能高、充電速度快、使用壽命長且續(xù)航里程在450—600公里以上的固態(tài)電池。

“在固態(tài)電池發(fā)展方面,國家還應(yīng)該出臺鼓勵(lì)支持的政策,這樣,固態(tài)電池才能真正進(jìn)入市場,實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。”曾海偉指出,隨著技術(shù)不斷成熟,相信在未來幾十年,固態(tài)電池會(huì)迎來較好的發(fā)展機(jī)遇。

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