今年以來，固態電池再次成為汽車圈的熱門話題之一。先是智己L6上市憑借“超快充固態電池首次量產上車”賺足了行業眼球，之后廣汽集團也在自己的科技日上公布在固體電池領域取得了突破……一時之間，固態電池的熱度不斷攀升。
“高安全性、高續航能力”是固態電池最大的亮點，但由于固態電池需要使用多種新型材料，底層材料學問題尚待解決。此外，固態電池還存在生產工藝不成熟、產業鏈配套需降低成本等問題，量產落地成為當前固態電池領域的關鍵挑戰。
“我們必須要布局全固態電池產業。我們做全固態電池的目標不是去顛覆別人，是怕別人顛覆我們。所以我們在搞全固態電池的同時也一定要兼顧液態電池，這是我們的優勢。但只要全固態電池在市場上有1%的市場份額，對我們的沖擊就很大。所以要保優勢、防顛覆，這是我們的定位和目標。”近日，中國科學院院士歐陽明高在“中國汽車動力電池產業創新聯盟2024年度大會”上表示。
固態電池何時能實現規模上車？這已經成為行業共同關注的問題。對此，有觀點認為，在全產業的努力下，預計2027年，全固態電池將實現小批量示范裝車。
多企業加碼布局固態電池
“固態電池在儲能科學技術上給過定義，它大致分成三類：液態、混合固液和全固態，各種帶液體的都叫混合固液，包括半固態。全固態就是不含任何液體，但是可以含聚合物電解質。”中國科學院物理研究所研究員李泓在上述大會上表示。
圖片來源：每經記者 孔澤思 攝（資料圖）
而目前各大廠商推出的固態電池，實際上大多為固態、液態混合電池，或稱半固態電池。從液態電池走向半固態、全固態電池，最核心的是電解質的改變。這一改變需要通過化學材料的改變，來提升能量密度、改進安全性能等，而這一改變無論是從技術上還是制造工藝上都不容易。因此，李泓認為：“固態電池一步到全固態是比較難的，有可能要經歷混合固液的過程。”
盡管如此，從車企到產業鏈都在積極進行固態電池的投入和布局。
“我們目前是完成了核心材料20Ah級電芯的開發，希望2027年實現小批量示范運行。在關鍵材料這個層級，目前我們開發硫化物電解質的電導率達到了10mS/cm，電芯能量密度375Wh/kg、容量22Ah，具有超低濕度全固態電池研制平臺及電池試驗評測平臺。”中國第一汽車集團有限公司研發總院電池開發部部長孫煥麗說。
合肥國軒高科動力能源有限公司首席科學家朱星寶表示，國軒高科在2017年就開始布局全固態電池，在2022年發布了340Wh/kg半固態電池，目前半固態電池已經有2GWh和5GWh的產線。
欣旺達副總裁梁銳透露：“欣旺達很早就對固態電池等新一代電池進行了布局和開發，目前，400Wh/kg固態電池已經在我們實驗室研發出來了，我們會在2026年建設生產線進行初步量產。”
但梁銳認為對固態電池的發展要以理性的態度看待。“我們做電池肯定不光是要考慮功能性好，還要看它的可靠性是否能夠達到商用化的要求，以及經濟性是不是能夠讓大家大規模的去推廣、去用。因此，固態電池的到來并不意味著液態電池一下子就被淘汰了。液態電池現在已經擁有了成熟的工藝、低廉的成本、不斷提升的安全性，液體電池也有自己很大的應用市場。固態電池現在很大程度上還屬于資本追捧的一個階段，但是最終要靠產品來證明價值。”梁銳說。
2027年有望小批量上車
事實上，在固態電池實現商業化的過程中，其需要解決的難題，首先體現在量產工藝和制造設備層面，由于全固態電池的工藝將發生巨大變化，電池前段的生產設備可能需要重新開發。
“與液體電池不同，純固態電池的處理工藝不一樣，會涉及新設備的開發，以及工藝的摸索。與此同時，生產制造這方面要攻克的難題還很多。”國軒高科固態電池項目總工程師潘瑞軍說。
上汽清陶總經理李崢也表示，傳統液態電池的生產線肯定不可能用來制造全固態電池。“同時，任何一個新工藝、新裝備的成熟穩定都需要過程，所以我們一開始設計的全固態電池產能并不會很大，前期把全固態電池產線的新裝備、新工藝的穩定驗證工作做好，這是一個比較重要的難點。”李崢說。
而拋開技術層面的突破，成本也是阻礙固態電池大規模落地的重要原因。“技術的突破、產品的實現是我們上車搭載的起點，而成本的下降則是規模量產的起點。”深藍汽車科技有限公司高級項目總監周安健說。
潘瑞軍認為，全固態電池的成本一定會下降，因為其材料并不涉及很多貴金屬，待供應鏈走向成熟以后，規模效應會帶來成本的有效降低。
對此，梁銳也認為，固態電池的降本需要一個過程，不能一蹴而就。此前，液態電池成本的下降也是經過了十幾年的過程。
考慮到多重因素，業內將固態電池的落地時間點聚焦在2027年前后。“固態電池經過這么多年的發展，落地的條件已經越來越成熟，我們覺得用未來的3~5年時間去實現量產突破，是非常有可能的。”梁銳說
圖片來源：中國汽車動力電池產業創新聯盟
潘瑞軍也認為：“保守來說，全固態電池目前還存在很多風險，我們預計2027年時會（進行）小批量的上車實驗。如果順利，預計2030年時可以實現真正量產。”
每日經濟新聞
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