4月13日訊(記者 余佳欣)近期,固態電池行業持續火熱。其中,相比于半固態、準固態電池,目前全固態電池也迎來多方消息。
4月12日,2024年廣汽科技日上,廣汽研究院人工智能首席科學家、X Lab自動駕駛實驗室主任陳學文介紹,憑借第三代海綿硅負極和高面容量固態正極技術,廣汽實現了全固態電池能量密度達到400Wh/Kg以上,較當前量產液態鋰離子電池,體積能量密度提升52%以上,質量能量密度提升50%以上,可實現超1000公里續航。
廣汽集團總經理馮興亞表示,廣汽全固態電池計劃2026年上車,首先搭載于昊鉑車型。
就在4月10日,據中國科學院青島能源所消息,其先進儲能材料與技術研究組近期解決了硫化物全固態電池疊層工藝的行業痛點及瓶頸問題,打通了硫化物全固態電池的大型車載電池制作工藝的最后一道難關,在硫化物軟包電池疊片技術上取得關鍵性突破。其同樣提到,力爭2026年率先實現硫化物全固態電池批量化生產。
那么,全固態電池是否產業化將近?固態電池產業未來將如何發展?
▍技術與成本仍是問題
相比液態電池,固態電池具備更高能量密度、更高安全性、更長循環壽命、更好低溫性能等性能優勢。黃河科技學院客座教授張翔向《科創板日報》記者表示,“以此次廣汽發布的全固態電池能量密度400Wh/kg來看,全固態電池(能量密度)比傳統液態鋰離子電池(能量密度)確實要高得多。”
不過,張翔認為,目前對于參數解讀的意義不大,關鍵是得看固態電池能否順利量產,“廣汽計劃是2026年上車,這是個工作計劃,并非已商業化或量產。同時,全固態電池從上車到大規模量產也有一定時間,產量不高的情況下,研發成本、生產線、廠房的投入就沒辦法分攤,生產成本仍將居高不下。“
創道硬科技合伙人步日欣向《科創板日報》進一步表示,“初步來看,廣汽的全固態電池,從負極材料、正極材料、電解質材料都和傳統的液態鋰離子電池完全不同,因此成本方面或不占太多優勢。”
具體來看,材料層面,全固態電池是將液態電解液全部替換成固態電解質,且全固態電池采用更高能量密度的電極材料,如:相比于液態電池普遍使用石墨負極,全固態電池負極可采用硅基負極,納米硅負極、鋰金屬負極等。
以此次廣汽全固態電池負極技術來看,其海綿硅負極技術采用納米硅復合負極材料,負極可逆容量達1500mAh/g,為現有石墨負極的四倍,較常規的硅負極材料膨脹率下降了30%,循環穩定性提升135%。
《科創板日報》記者注意到,相比于石墨負極,硅負極價格更高,其中納米硅則更加昂貴。根據Mysteel數據,4月12日,人造石墨負極2.6萬元/噸,天然石墨負極3.3萬元/噸,而硅碳負極價格為14-20萬元/噸,硅氧負極15-20萬元/噸,而此次廣汽全固態電池提到的納米硅更是達25-40萬元/噸。
技術層面上,寧德時代亦在2023年度業績說明會上坦言:“固態電池有3條技術路線,即氧化物路線、硫化物路線及聚合物路線。目前還有很多基本的科學問題待解決,如:大多數固態電解質中的離子擴散速率與液態電解質存在數量級差異、固固界面難以始終保持良好接觸等,在突破這些科技問題后,還會遇到產業化的問題。”
創道硬科技合伙人步日欣向《科創板日報》記者進一步提到,“所有的固態電池都會面臨成本和性能的取舍問題,并非單是廣汽的電池這樣,2026年是個樂觀的預計。”
▍半固態到全固態演進
《科創板日報》記者注意到,不同于全固態電池仍處于實驗室階段,半固態電池作為先行者正逐步裝車商用,向商業化邁進。
4月8日晚,智己汽車召開的智己L6超級智能轎車發布會,其發布的電動汽車智己L6搭載了準900V超快充“光年”固態電池。據了解,搭載固態電池的智己L6 max光年版售價不超33萬元,較Max超強性能版的不超過29.9萬元溢價較少。
智己L6動力電池供應商清陶能源聯合創始人、總經理李崢坦言,清陶能源的固態電池產業化分為三步:第一代固態電池,即在智己汽車上裝車量產的電池,也被稱為半固態電池;2025年會開發第二代固態電池;最終實現的第三代固態電池,也就是全固態電池。
“半固態是全固態的一個過渡方案,主要差異點在電解質上。半固態采用了固液混合電解質,也需要隔膜,所以和傳統的液態鋰離子電池的工藝和原材料有一定的順延性,雖然性能上不及全固態電池,但依然成為一些廠商的首選落地方案。”步日欣表示。
中信證券最新研報分析認為,固態電池在智己L6的搭載,結合考慮其預售價格,有望開啟半固態電池的平價時代。隨著半固態電池逐步應用推廣,頭部固態電池廠商的朋友圈及固態電池產業鏈各環節料將受益。
有業內人士亦向《科創板日報》記者表示,“如能實現半固態電池產業化,隨著相應固態電解質產能放量、原材料成本降低、工藝優化,原材料與生產成本有望降低。”
另據《科創板日報》記者不完全統計,近日,多家企業披露固態電池相關進展: