导读:由于传统的动力锂离子电池在能量密度、安全性方面的局限,性能更为强大的固态电池成为未来颇被看好的研发方向。进入2020年,固态电池的研发进程似乎正在加速。
当前,全球新能源汽车产业的发展奔涌如潮,各家车企都争相在这一新的赛道抢占先机。由于传统的动力锂离子电池在能量密度、安全性方面的局限,性能更为强大的固态电池成为未来颇被看好的研发方向。
进入2020年,固态电池的研发进程似乎正在加速。近日,丰田与松下合作成立了一家合资公司,新公司将从今年四月开始运营,开发生产固态电池。其实,丰田早在2008年就已经开始了研发固态电池技术之路。2014年丰田就透露2025年左右要实现固态电池汽车量产。丰田执行副总裁兼首席技术官寺岛茂树在今年东京车展前夕透露,丰田将在2020年东京奥运会期间推出一款搭载固态电池技术的新能源车。
在固态电池的研发上,以丰田为代表的日本公司最为积极。事实上,日本从2018年开始举全国之力研究车载全固态电池,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)启动的开发全固态电池的项目,2018-2022年将投入100亿日元,吸引丰田、日产、本田技术研究所等汽车厂商以及松下、杰士汤浅等电池公司共同研发。该项目致力于固态小型电池领域实现商用化,而其中丰田在固态电池领域拥有大量专利,占据全球固态电池专利数量13%,是全球拥有专利数量最大的公司。
除了丰田外,前不久戴姆勒与加拿大魁北克水电公司宣布建立合作关系,共同开发固态电池技术。双方合作目的是测试新材料,加速固态电池量产应用。戴姆勒方面表示,电池是电动汽车的关键零部件,固态电池将是下一个关键技术。一旦该固态电池达到量产状态,将在戴姆勒旗下电动汽车上使用。据戴姆勒方面透露,2020年有可能看到乘用车固态电池原型产品。
在国际上,全球知名车企包括雷诺、宝马、大众、现代等也都已经大量投资固态电池。雷诺汽车表示,到2025年旗下电动汽车可能会使用钴含量为零的固态电池;大众也在2019年宣布将于2025年前生产固态电池;而宝马积极和Solid Power在固态电池方面深度合作,有望于2026年实现固态电池突破性进展并随后量产;现代汽车则选择投资初创固态电池材料公司Ionic Materials来布局,预计2025年可实现固态电池量产。
近年来,包括我国、美国、欧洲等在内的全球市场已经发生了众多新能源汽车自燃起火事故,涉及特斯拉、蔚来、比亚迪等知名电动汽车品牌。由于传统锂离子电池采用的是有机液体电解液,在过度充电、内部短路等异常的情况下,电池容易发热,造成电解液气胀、自燃甚至爆炸,存在严重的安全隐患。而全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液,有望从根本上解决电池安全性问题,是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。
按照《我国制造2025》确定的技术目标,2020 年锂离子电池能量密度到 300 Wh/kg,2025 年能量密度达到 400 Wh/kg,2030 年能量密度达到 500 Wh/kg。基于现有体系锂离子电池的能量密度虽然可以达到300Wh/Kg,但是很难继续提升。我国科学院院士欧阳明高曾表示,基于各国动力锂电池技术路线的比较,短时间来看是液态电解液的锂离子电池,发展高镍三元正极和硅炭负极,中长期将从液态电解质电池逐步过渡到全固态电池。
值得注意的是,在固态电池的应用推进上,国内车企也表现出极大的兴趣,其中造车新势力可堪称先锋。
其中,蔚来汽车与辉能科技于2019年八月达成战略合作,双方将共同打造采用辉能MAB固态电池包的样车。未来随着样车下线,双方将就固态电池包的生产合作展开更为深入讨论。同年九月,爱驰汽车与辉能科技达成合作协议,双方将共同开展固态电池作为车载动力锂电池相关技术的开发与应用。同年十月,哪吒汽车正式与清陶能源达成全面深度合作,共同推进固态电池的研发与应用,并加快在新能源汽车上的商业化落地。
此外,天际汽车于2019年年初展出了国内首辆配装固态电池的电动汽车ME7样车。天际汽车董事长兼CEO张海亮表示,天际固态电池将于2021年批量生产并装车上市,电芯能量密度可以超过300Wh/kg。
事实上,在我国全力研发固态电池已经上升到国家战略层面。2019年十二月,国家工信部公布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿),在“执行电池技术突破行动”中,加快固态动力锂电池技术研发及产业化被列为“新能源汽车核心技术攻关工程”。
不过,固体电池的风口虽将要到来,但是业内预计,固态电池技术真正成熟可能要等到2025年前后,真正具备量产量力可能要等到2030年前后。而到了2030年,全球固态电池需求有望接近500GWh。
原标题:全球车企提速固态电池商业化