□ 胡立彪
最近一段時間,關(guān)于固態(tài)電池的消息有點(diǎn)密集。
5月24日,上汽集團(tuán)公布其未來3年全固態(tài)電池發(fā)展計(jì)劃,將在2025年底建成全固態(tài)電池生產(chǎn)線,并預(yù)計(jì)到2026年實(shí)現(xiàn)電池量產(chǎn)及樣車測試,2027年實(shí)現(xiàn)裝車量產(chǎn)交付;5月8日,廣汽集團(tuán)在回答投資者提問時表示,計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池上車,首先搭載于其自主新能源品牌昊鉑的車型上。車企之外,恩捷股份、廈鎢新能、容百科技等上市公司也在近期透露加速布局固態(tài)電池賽道的消息。
國外方面,日本豐田、日產(chǎn)、本田對外宣布,分別計(jì)劃于2027年、2028年、2030年開始向市場投放搭載全固態(tài)電池的電動汽車;韓國三星SDI、SK On、LG新能源也發(fā)布全固態(tài)電池的商業(yè)計(jì)劃。
國內(nèi)外眾多車企及電池相關(guān)企業(yè)加大在固態(tài)電池領(lǐng)域投入力度,給人一種固態(tài)電池時代就要到來的感覺。有業(yè)內(nèi)人士表示,固態(tài)電池被譽(yù)為動力電池的“終極路線”,而隨著相關(guān)技術(shù)不斷取得突破,固態(tài)電池將逐漸從市場邊緣走入核心地帶。韓國咨詢機(jī)構(gòu)SNE Research預(yù)測,到2030年,全球固態(tài)電池的供應(yīng)量將從2025年的0.2GWh,增加到131GWh。而中商情報(bào)網(wǎng)預(yù)測,到2030年,中國固態(tài)電池市場空間將達(dá)到200億元,全球市場空間或超3000億元。
固態(tài)電池越來越受重視和推崇,主要有兩方面原因。一是目前液態(tài)鋰電池面臨發(fā)展瓶頸或者說遭遇“天花板”。液態(tài)鋰電池經(jīng)過多年發(fā)展技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但似乎再難突破300Wh/kg的能量密度極限,而且“液態(tài)”技術(shù)天然具有安全性差的“劣根性”,這使得電動汽車一直難以建立起相對于燃油車的替代性優(yōu)勢。二是固態(tài)電池在能量密度、安全性等多方面表現(xiàn)優(yōu)異,加之目前技術(shù)進(jìn)步較快,具有成為下一代動力電池的潛質(zhì)。
固態(tài)電池能量密度高是其最顯著的優(yōu)勢。相比傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池,固態(tài)電池通過使用固態(tài)電解質(zhì),能夠大幅提升能量密度。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和成熟,固態(tài)電池的能量密度有望達(dá)到500Wh/kg,相當(dāng)于當(dāng)前液態(tài)鋰電池的2至3倍。這意味著,在相同的電池體積和重量下,搭載固態(tài)電池的電動汽車?yán)m(xù)航里程將翻倍增長,完全可以達(dá)到甚至超越燃油車的續(xù)航能力。
固態(tài)電池的另一個突出強(qiáng)項(xiàng)表現(xiàn)在安全性上。液態(tài)鋰離子電池的工作原理是鋰離子在正負(fù)極間脫嵌以實(shí)現(xiàn)充放電。但當(dāng)出現(xiàn)一些異常情況使得鋰離子無法正常脫嵌時,就可能形成鋰枝晶,而鋰枝晶堆疊會刺穿隔膜,導(dǎo)致正負(fù)極短路,引發(fā)火災(zāi)。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)來傳導(dǎo)鋰離子,不含易燃易爆成分,這就從根源上消除了起火的安全隱患。
另外,固態(tài)電池還擁有充電快(采用石墨烯基超充技術(shù)只需10分鐘即可將電池充滿)、使用壽命長(可實(shí)現(xiàn)充放電循環(huán)達(dá)4萬次以上)、適用范圍廣(可在-25℃至60℃的溫度環(huán)境中工作)、設(shè)計(jì)靈活(可制造成不同的形狀和尺寸)等優(yōu)點(diǎn),這些都成為它作為“終極路線”的加分項(xiàng)。
固態(tài)電池雖擁有諸多優(yōu)勢,發(fā)展前景十分廣闊,但真正進(jìn)入人們的生活還有較長的一段路要走。目前,全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化面臨一系列難題,在關(guān)鍵材料、界面、復(fù)合電極、單體電池等層面都需要進(jìn)一步攻關(guān);在生產(chǎn)方面,解決工藝的穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)多維度技術(shù)耦合等還需要時間。千難萬難,最終都會轉(zhuǎn)化為一個詞:成本。攻克技術(shù)難關(guān)需要成本、研發(fā)新材料需要成本、建設(shè)新生產(chǎn)線也需要成本。
不過,俗話說,凡是能夠用錢解決的問題都不是問題。人們看到,固態(tài)電池技術(shù)在不斷進(jìn)步,一些技術(shù)難點(diǎn)正在被加速突破,而降低成本最有效的辦法就是加快市場化進(jìn)程,以規(guī)模效應(yīng)將成本攤薄。據(jù)預(yù)測,到2030年,全固態(tài)電池的市場滲透率將達(dá)到4%左右。中國科學(xué)院院士歐陽明高對此評價:就汽車技術(shù)而言,這樣的市場份額已經(jīng)非常了不起,對于固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)市場替代將具有突破性意義。
著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家、作家丹比薩·莫約有句名言:“想種一棵樹,最好的時機(jī)是10年前,其次是現(xiàn)在?!比绻_認(rèn)了固態(tài)電池就是未來電動汽車的發(fā)展方向,那么,為了10年后不被潮流拋棄,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)別再猶豫,現(xiàn)在就著手加油干吧。
《中國質(zhì)量報(bào)》【車市說事】