你還沒有買電車的原因,是續航焦慮,還是電池安全?不管是哪一個,固態電池都能很好解決。所以,眼下大家都特別關注,企業鋪墊了這麼久的固態電池,到底什麼時候上車?
最新消息,來了!
日前,埃安宣布,將自研自產的全固態電池提前到2026年發布。無獨有偶,寧德時代也加快了研發的腳步,計劃在2027之後實現量產。這意味着,或許普通消費者在2027年就能買到搭載固態電池的電車。
目前固態電池量產挑戰在哪?
固態電池在能量密度、安全性以及使用壽命等方面都要全面優於液態鋰離子電池,其能量密度在300Wh/kg以上,這個數字幾乎是液態鋰電池能量密度的天花板。可以說,用上了固態電池,電車可以像燃油車一樣輕,也可以做到更長的單次續航。因此它被譽為動力電池的最終形態。有不少對時下新能源車有保留意見的朋友表示,到固態電池量產裝車後,才會考慮選擇新能源車。
當然,固態電池也帶了很多材料課題和技術問題,工藝的不成熟、固體電解質阻隔小等等,都限制了固態電池的產業化。
首先是材料問題,最大的挑戰是電解質。由於電解質是固態形式,限制了電荷在材料中的移動性能,會降低電池的功能,因此需要通過更高的電壓來“驅動”,這也導致了新的問題的產生:更高的電壓可能會使固態電解質更快地降解,從而減少充電循環次數,也就是說現階段的技術使用固態電池的話,要麼降低功率、要麼縮短使用壽命。
另外,全固態電池可以在相同能量的情況下,擁有更小的體積和更輕的質量。其中外部尺寸對內部材料的影響是比較大的,以目前最為流行的陶瓷材料為例,由於無法彎曲因此不能製造成圓柱體的電池(圓柱電池生產效益最高),直接影響了生產固態電池的經濟性。
最後,生產工藝和成本也是一個問題,固態電池用的基本是新型的材料,成本較高,而且按照目前生產線的工藝與技術,要大規模加工生產固態電池,存在很大的挑戰,甚至有專家表示,2030年之前不太可能實現固態電池的大規模生產。
2026年,固態電池量產元年?
各大車企廠商對固態電池的規劃都集中在2025-2030年之間,可見未來這幾年將會是固態電池發展的關鍵時期,誰能率先量產商用,誰就能爭取到固態電池上的話語權。據資料顯示,廣汽埃安、長安深藍、智己等車企規劃在2025年前推出半固態電池,並量產裝車,預計到2026年半固態電池在市場的滲透率達到了5%。當然,豐田、寶馬等海外大廠都在密謀搭載固態電池的全新電動車型。
國內外對固態電池的發展都比較看好,不過有專家表示,全固態電池目前還有核心的問題需要解決,至於2026年能否成為全固態電池的元年?專家對此有所保留。業界普遍認為,全固態電池的大批量投產時間將會在2030年前後,廣汽埃安第一個站出來說:我的固態電池無需等太久!
未來“石油”般的存在
就汽車出行而言,電動車已經成為包括中、歐、美、日韓在內的全球五大市場的共識,那麼未來電池,就是世界能源主流形態,從這個邏輯出發,也可以說固態電池是“石油”替代品,誰掌握了技術話語權,誰就是出行能源的主導者。
因此,各國也都有不少攻克固態電池的布局,只不過,各國“押寶”的路徑卻大不一樣。目前固態電池三種探索路徑:聚合物、氧化物和硫化物。其中,寶馬、大眾等歐洲廠商投資了主攻聚合物固態電解質的初創公司,而豐田、LG等日韓系廠商則選擇硫化物固態電解質的技術路線,咱們中國的企業則主攻氧化物固態電解質的技術路線。
現階段,全球的廠商都處於研發和中期試驗的階段,日本在很早期就規劃全固態電池的研發,目前他們的技術在全球處於領先的位置,而且全固態電池方面的專利數也是遙遙領先,達到了3043項。原計劃是要在2020年實現硫化物固態電池的商業化,結果大家都能看到了,不了了之。
在研發上,日本企業多以抱團的形式,即車企和電池廠商合作。他們的研發直接跳過了半固態電池,舉全國之力包括比較大的財團、整車、材料、電池的企業都參與到計劃中,為的是一步到位。
作為第二梯隊的中國和美國,在固態電池的研發上也有不少的突破,前者擁有相關的專利數563項,後者的專利數達到了835項。早在2019年,有關部門就發布了《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》,將固態電池的研發提升到了國家層面,強調了固態電池商業化的重要性。按照目前的規劃和進度,國內的企業預計在2025左右能夠實現大規模的量產。
中國企業研究固態電池雖然起步晚,但態度積極,相關的產業鏈也較為完善、產業規模大、市場也比較大,國內廠商之間的強強聯手或全棧自研自產,都可以加速國內固態電池的研發進程,為儘早實現商業化提速。
而韓國和德國的固態電池發展則相對緩慢,韓國方面由本國電池龍頭企業牽手,組建研發固態電池的團隊,並且有1000億韓元做支撐。德國則有政府撐腰,10億歐元經費用於固態電池的開發。
目前在售電動車,主流動力電池是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,不過,眾所周知這兩類電池在能量密度和充電速度上,都已經接近物理極限。因此,尋找更高性能、更加安全的電池形態成為了共識。而固態電池,就是目標。
N點評:中國科學院院士歐陽明高說過:“這一代鋰離子電池在2000年前後開始應用,預計30年後會有一次全面的革新”,這個變革,指的就是全固態電池。事實上,現在不管是日本企業,還是國內的新能源車企,都在按照2027年量產推進。廣汽埃安敢為天下先,將自研自產的全固態電池提前到2026年發布。有了車企的積極推進,固態動力電池上車指日可待!
當然,全固態電池剛開始量產,成本必然高企,從目前蔚來的半固態電池包,相當於一台ET5的車價就不難預見。從量產到推廣,再到下放到經濟性更接近普通人的車型上,這個過程少說還得有5年時間。一般來說,城市家庭用戶,一台車的使用年限中位也在5年左右。所以,普通人是不是真的要等固態電池“上車”?我覺得大可不必,目前液態鋰離子電池(磷酸鐵鋰和三元鋰電池)的成本已經降得比較低了,新能源車的售價也幾乎與傳統燃油車“同價”,所以說該買還是要買的,現在買一台先開着,到換車自好接上固態電池。
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