□ 胡立彪
最近一段时间,关于固态电池的消息有点密集。
5月24日,上汽集团公布其未来3年全固态电池发展计划,将在2025年底建成全固态电池生产线,并预计到2026年实现电池量产及样车测试,2027年实现装车量产交付;5月8日,广汽集团在回答投资者提问时表示,计划于2026年实现固态电池上车,首先搭载于其自主新能源品牌昊铂的车型上。车企之外,恩捷股份、厦钨新能、容百科技等上市公司也在近期透露加速布局固态电池赛道的消息。
国外方面,日本丰田、日产、本田对外宣布,分别计划于2027年、2028年、2030年开始向市场投放搭载全固态电池的电动汽车;韩国三星SDI、SK On、LG新能源也发布全固态电池的商业计划。
国内外众多车企及电池相关企业加大在固态电池领域投入力度,给人一种固态电池时代就要到来的感觉。有业内人士表示,固态电池被誉为动力电池的“终极路线”,而随着相关技术不断取得突破,固态电池将逐渐从市场边缘走入核心地带。韩国咨询机构SNE Research预测,到2030年,全球固态电池的供应量将从2025年的0.2GWh,增加到131GWh。而中商情报网预测,到2030年,中国固态电池市场空间将达到200亿元,全球市场空间或超3000亿元。
固态电池越来越受重视和推崇,主要有两方面原因。一是目前液态锂电池面临发展瓶颈或者说遭遇“天花板”。液态锂电池经过多年发展技术已经非常成熟,但似乎再难突破300Wh/kg的能量密度极限,而且“液态”技术天然具有安全性差的“劣根性”,这使得电动汽车一直难以建立起相对于燃油车的替代性优势。二是固态电池在能量密度、安全性等多方面表现优异,加之目前技术进步较快,具有成为下一代动力电池的潜质。
固态电池能量密度高是其最显著的优势。相比传统的液态锂电池,固态电池通过使用固态电解质,能够大幅提升能量密度。业内普遍认为,随着技术不断进步和成熟,固态电池的能量密度有望达到500Wh/kg,相当于当前液态锂电池的2至3倍。这意味着,在相同的电池体积和重量下,搭载固态电池的电动汽车续航里程将翻倍增长,完全可以达到甚至超越燃油车的续航能力。
固态电池的另一个突出强项表现在安全性上。液态锂离子电池的工作原理是锂离子在正负极间脱嵌以实现充放电。但当出现一些异常情况使得锂离子无法正常脱嵌时,就可能形成锂枝晶,而锂枝晶堆叠会刺穿隔膜,导致正负极短路,引发火灾。固态电池采用固态电解质来传导锂离子,不含易燃易爆成分,这就从根源上消除了起火的安全隐患。
另外,固态电池还拥有充电快(采用石墨烯基超充技术只需10分钟即可将电池充满)、使用寿命长(可实现充放电循环达4万次以上)、适用范围广(可在-25℃至60℃的温度环境中工作)、设计灵活(可制造成不同的形状和尺寸)等优点,这些都成为它作为“终极路线”的加分项。
固态电池虽拥有诸多优势,发展前景十分广阔,但真正进入人们的生活还有较长的一段路要走。目前,全固态电池产业化面临一系列难题,在关键材料、界面、复合电极、单体电池等层面都需要进一步攻关;在生产方面,解决工艺的稳定性、实现多维度技术耦合等还需要时间。千难万难,最终都会转化为一个词:成本。攻克技术难关需要成本、研发新材料需要成本、建设新生产线也需要成本。
不过,俗话说,凡是能够用钱解决的问题都不是问题。人们看到,固态电池技术在不断进步,一些技术难点正在被加速突破,而降低成本最有效的办法就是加快市场化进程,以规模效应将成本摊薄。据预测,到2030年,全固态电池的市场渗透率将达到4%左右。中国科学院院士欧阳明高对此评价:就汽车技术而言,这样的市场份额已经非常了不起,对于固态电池实现市场替代将具有突破性意义。
著名经济学家、作家丹比萨·莫约有句名言:“想种一棵树,最好的时机是10年前,其次是现在。”如果确认了固态电池就是未来电动汽车的发展方向,那么,为了10年后不被潮流抛弃,国内相关企业别再犹豫,现在就着手加油干吧。
《中国质量报》【车市说事】