全固態電池大規模量產裝車“時間遙遙”,但半固態電池產業化持續加速。
綜合多方信息預判,今年蔚來、上汽等車企有望批量生產半固態電池車型,廣汽、長安等也計劃在明后年推出半固態電池車型。孚能科技、蜂巢能源、億緯鋰能、力神電池、國軒高科、清陶能源等電池廠商都在該領域迅猛發力。
“半固態電池2024年即有望在新能源汽車市場量產裝車,2030年可見大規模商業化的全固態動力電池?!敝袊y河證券在研報中分析稱。
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半固態電池裝車大提速
半固態電池是固態電池裝車的急先鋒。國泰君安證券分析指出,固態電池的普及將先從半固態開始,循序漸進。后續待技術穩定,工藝確定后成本下降,半固態電池將慢慢起量,而后逐步迭代到全固態電池。
目前半固態電池裝車進程已經步入快車道。2023年8月,上汽集團與清陶能源聯合開發的第一代半固態電池裝車試驗,被測試車輛最大續航里程達到1083公里。上汽集團透露,2024年起半固態電池將在公司不同車型上實現量產應用。其中,智己L6將率先應用半固態電池技術。
蔚來半固態電池車型預計也將在2024年實現量產。2023年12月,蔚來CEO李斌親自駕駛搭載150kWh半固態電池包的ET7進行冬季測試,車輛續航里程突破1000公里。據透露,蔚來150kWh電池包采用固液混合電解質,硅碳復合負極材料和超高鎳正極材料,能量密度為360Wh/kg。
在商用車方面,一汽解放近期與孚能科技舉行新能源專項意向合作簽約儀式,雙方將致力于共同推廣半固態、固態電池商用車市場及產業鏈發展。孚能科技的半固態、固態電池性能,將高度匹配一汽解放產品路線。此前,孚能科技透露,其第一代半固態產品在2022年9月投產,第二代將在2025年投產。
電池中國還注意到,力神電池于今年1月完成全新一代半固態電池開發,能量密度達402Wh/kg。據介紹,該產品兼顧高能量密度和高安全性能,采用新型集成設計技術,通過調控電化學工藝制式抑制過渡金屬溶出和結構錯位生長,實現半固體電池的超輕量化和高安全。據悉,該產品未來將主要瞄準超長續航中高端電動汽車,以及eVTOL(電動垂直起降飛行器)等領域。
除了上述企業外,國軒高科早在2022年就首次公開展示了半固態電池產品,能量密度達360Wh/kg;蜂巢能源2023年年底推出了其全球首款方形半固態電池——二代果凍電池,采用了二代果凍電解質技術和一體化復合正極技術,顯著提升了安全性和能量密度;億緯鋰能透露,公司的半固態電池基于50Ah的軟包電池,可實現高達500Wh/kg的能量密度。
值得注意的是,半固態電池除了應用于車端,在儲能領域也大有作為。近期,冠盛股份宣布,公司控股子公司冠盛東馳擬在溫州市投資新建半固態磷酸鐵鋰電池建設項目,項目總投資約10.32億元,產品為電芯及系統,達產后年產量約210萬支,產品適宜于戶用儲能、工商業儲能和風能太陽能等大型儲能領域。
02
循序漸進的商業化進程
從技術上來講,目前傳統的液態鋰電池在能量密度方面已經接近“天花板”?!肮虘B電池以能量密度高、安全性高而著稱。液態電池的理論能量密度上限在300Wh/kg左右,但僅僅是半固態電池的能量密度就能達到350Wh/kg,而全固態電池能量密度能超過500Wh/kg。”業內人士分析稱。
固態電池未來的市場前景十分廣闊。據業內機構預測,預計2024年全球固態電池(含半固態電池)市場空間為19.5億元,2030年市場空間有望達到1162.3億元。
不過,全固態電池量產裝車的難度很大。中國工程院外籍院士孫學良指出,全固態電池正極、電解質、負極的化學組成和物理、化學、力學性質還需改進,材料間兼容性、界面穩定性仍需提升,電池整體的安全管理策略及工程化制備技術尚不成熟,這些都是還需突破的難關。
而且,目前全固態電池較液態電池成本高出許多,東吳證券分析師表示,全固態電解質目前難以輕薄化,用到的部分稀有金屬原材料價格較高,疊加為高能量密度使用的高活性正負極材料尚未成熟,全固態電解質和正負極成本較高。
相比于全固態電池,半固態電池量產的難度大大降低。
“半固態對于現有液態鋰離子電池體系更迭較小,半固態路線仍然會使用隔膜與液態電解液,其制備方法大部分沿用傳統鋰離子電池工藝與裝備技術?!睒I內人士指出,在兼顧性能和安全性的同時,半固態電池保留一定量電解液,可以提高循環性能及倍率性能,改善固態電池導電率低的問題,成本相對于全固態電池更低。
從整體來講,固態電池商業化路徑是循序漸進的。中信證券判斷,隨著半固態電池產業化,全固態電池未來可期。材料體系方面,預計正極材料將從高鎳三元過渡至富鋰錳基,負極將從硅碳負極過渡至金屬鋰。隨著產業鏈降本和產業化程度提升,固態電池產業各環節將充分受益。
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