□ 胡立彪
最近一段時間,關于固態電池的消息有點密集。
5月24日,上汽集團公布其未來3年全固態電池發展計劃,將在2025年底建成全固態電池生產線,并預計到2026年實現電池量產及樣車測試,2027年實現裝車量產交付;5月8日,廣汽集團在回答投資者提問時表示,計劃于2026年實現固態電池上車,首先搭載于其自主新能源品牌昊鉑的車型上。車企之外,恩捷股份、廈鎢新能、容百科技等上市公司也在近期透露加速布局固態電池賽道的消息。
國外方面,日本豐田、日產、本田對外宣布,分別計劃于2027年、2028年、2030年開始向市場投放搭載全固態電池的電動汽車;韓國三星SDI、SK On、LG新能源也發布全固態電池的商業計劃。
國內外眾多車企及電池相關企業加大在固態電池領域投入力度,給人一種固態電池時代就要到來的感覺。有業內人士表示,固態電池被譽為動力電池的“終極路線”,而隨著相關技術不斷取得突破,固態電池將逐漸從市場邊緣走入核心地帶。韓國咨詢機構SNE Research預測,到2030年,全球固態電池的供應量將從2025年的0.2GWh,增加到131GWh。而中商情報網預測,到2030年,中國固態電池市場空間將達到200億元,全球市場空間或超3000億元。
固態電池越來越受重視和推崇,主要有兩方面原因。一是目前液態鋰電池面臨發展瓶頸或者說遭遇“天花板”。液態鋰電池經過多年發展技術已經非常成熟,但似乎再難突破300Wh/kg的能量密度極限,而且“液態”技術天然具有安全性差的“劣根性”,這使得電動汽車一直難以建立起相對于燃油車的替代性優勢。二是固態電池在能量密度、安全性等多方面表現優異,加之目前技術進步較快,具有成為下一代動力電池的潛質。
固態電池能量密度高是其最顯著的優勢。相比傳統的液態鋰電池,固態電池通過使用固態電解質,能夠大幅提升能量密度。業內普遍認為,隨著技術不斷進步和成熟,固態電池的能量密度有望達到500Wh/kg,相當于當前液態鋰電池的2至3倍。這意味著,在相同的電池體積和重量下,搭載固態電池的電動汽車續航里程將翻倍增長,完全可以達到甚至超越燃油車的續航能力。
固態電池的另一個突出強項表現在安全性上。液態鋰離子電池的工作原理是鋰離子在正負極間脫嵌以實現充放電。但當出現一些異常情況使得鋰離子無法正常脫嵌時,就可能形成鋰枝晶,而鋰枝晶堆疊會刺穿隔膜,導致正負極短路,引發火災。固態電池采用固態電解質來傳導鋰離子,不含易燃易爆成分,這就從根源上消除了起火的安全隱患。
另外,固態電池還擁有充電快(采用石墨烯基超充技術只需10分鐘即可將電池充滿)、使用壽命長(可實現充放電循環達4萬次以上)、適用范圍廣(可在-25℃至60℃的溫度環境中工作)、設計靈活(可制造成不同的形狀和尺寸)等優點,這些都成為它作為“終極路線”的加分項。
固態電池雖擁有諸多優勢,發展前景十分廣闊,但真正進入人們的生活還有較長的一段路要走。目前,全固態電池產業化面臨一系列難題,在關鍵材料、界面、復合電極、單體電池等層面都需要進一步攻關;在生產方面,解決工藝的穩定性、實現多維度技術耦合等還需要時間。千難萬難,最終都會轉化為一個詞:成本。攻克技術難關需要成本、研發新材料需要成本、建設新生產線也需要成本。
不過,俗話說,凡是能夠用錢解決的問題都不是問題。人們看到,固態電池技術在不斷進步,一些技術難點正在被加速突破,而降低成本最有效的辦法就是加快市場化進程,以規模效應將成本攤薄。據預測,到2030年,全固態電池的市場滲透率將達到4%左右。中國科學院院士歐陽明高對此評價:就汽車技術而言,這樣的市場份額已經非常了不起,對于固態電池實現市場替代將具有突破性意義。
著名經濟學家、作家丹比薩·莫約有句名言:“想種一棵樹,最好的時機是10年前,其次是現在。”如果確認了固態電池就是未來電動汽車的發展方向,那么,為了10年后不被潮流拋棄,國內相關企業別再猶豫,現在就著手加油干吧。
《中國質量報》【車市說事】