全固态电池将获60亿国家支持!

新蕾电池 2024-06-01 03:15:52

据多家媒体报道,我国或将投入约60亿元用于鼓励有实力的企业进行全固态电池研发。

报道还提到,该项目聚焦聚合物和硫化物等不同技术路线,宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利六家企业或获得政府基础研发支持。

虽然目前并未有官方消息发布,但已有部分企业对此报道进行了确认。

这一项目有望促进企业和产业链上下游加码投入全固态电池研发,进一步加速全固态电池产业化、商业化进程。

01 聚焦全固态技术攻关

“100%固态电解质”“720Wh/kg超高能量密度”“2026年量产”……

近两个月的时间里,车企、电池厂、科研院所等纷纷下场官宣相关新品、研发突破,固态电池一时风头无两。

4月,太蓝新能源宣布制备出首块车规级全固态锂金属电池;广汽随后广汽发布全固态电池技术,预计2026年量产上车。

5月,国轩高科发布了采用全固态技术的金石电池;上汽集团也宣布全固态电池将于2026年实现量产。

固态电池大有产业化提速之势。

不过与上述企业积极的态度相比,宁德时代的表态则相对保守。

宁德时代首席科学家吴凯表示:以1—9评分体系计算,宁德时代固态电池的的技术成熟度大概在4分的水平,目标是到2027年达到7—8分的水平。

宁德时代董事长曾毓群也在业绩说明会上表示,固态电池在技术层面上仍需克服固态离子扩散的基础科学问题,商品化的道路仍然漫长。

显然,在宁德时代看来,现在谈及全固态电池量产为时尚早。

目前在全球范围内,全固态电池主要处于研发和试制阶段,从实验室走向产业化仍面临着工程与技术的巨大难题。

从工程上来看,固态电池成本很高,日本科学技术振兴机构估计,仅制造全固态电池所需的设施成本便是目前锂离子电池的10至20倍,生产成本达到液态锂电池的4-25倍。

从技术上来看,固态电解质离子输运机制、锂金属负极锂枝晶生长机制和多场耦合体系失控失效机制等问题仍待解决,而现阶段的技术不够成熟,研发难度很大。

行业普遍认为,全固态电池距离大规模产业化至少还需5年时间,巨头的加速和政策的支持,无疑将会加快固态电池产业的发展步伐。

02 两种路线脱颖而出

在目前全固态电池的技术路线中,主要包括氧化物、聚合物、硫化物三大类,上述报道中则主要提到了聚合物和硫化物两种路线。

三种技术路线具有不同的特性:

氧化物具有较好的导电性和稳定性,离子电导率比聚合物更高,热稳定性、机械稳定性和电化学稳定性都较好,成本较低。缺点在于电导率与硫化物相比较低,且材料较硬,存在刚性界面接触问题。

聚合物的优点是易加工,同时兼容现有电解液生产设备、工艺,机械性能好。缺点是离子电导率低、电化学窗口窄、热稳定性和能量密度提升有限,需要花费较高的能量与成本。

硫化物的优点在于具有极高的锂离子电导率,同时电化学稳定窗口较宽。缺点在于热动力稳定性较差,环境稳定性方面也存在缺陷,因此对制备工艺与环境提出了更高的要求,进而造成成本提高。

目前来看,硫化物技术路线备受市场看好,也是诸多动力电池巨头选择其为主要技术路径。如宁德时代、国轩高科、蜂巢能源均采用了硫化物技术路线,日韩企业也专注于硫化物路线。

早在2022年,蜂巢能源全固态电池实验室便研发出国内首批20Ah级硫系全固态原型电芯。宁德时代首席科学家吴凯也曾提到,硫化物路线进展较快,率先量产的可能性相对更大。

聚合物则是三种技术路线中最早开始推进商业化应用的,宁德时代、LG新能源等多数企业对这一技术路线同样有所涉及。

根据计划,LG新能源计划于26年推出650Wh/L的聚合物固态电池,28年推出750Wh/L的聚合物固态电池和完成硫化物全固态电池开发。

氧化物路线上,清陶能源选择了以氧化物电解质为主的半固态电池发展路径;赣锋锂业也已经在固态电池氧化物电解质技术上取得了成果;太蓝新能源4月发布的全固态锂电池同样采用了超薄致密复合氧化物固态电解质。

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