固態電池在爭論和質疑聲中成為行業新寵,隨著各路巨頭的入場,固態電池的未來也漸漸明朗。如果說鋰電池打開了電動車時代的大門,那固態電池或許能讓這一時代走的更遠。

 
固態電池成突破現狀必爭之地

過去幾年,動力電池的技術突飛猛進,但安全隱患和里程焦慮仍然是其難以擺脫的困局。

 

如今電動汽車的發展勢頭強勁,電動車的銷量也屢創新高,但是電池的安全隱患卻也層出不窮。

 

實際上電動車的安全隱患,要算在液態鋰電池頭上。

 

一旦電池受到擠壓、沖擊,就會導致隔膜破裂,造成正負極短路;同時鋰電池內部產生大量熱量,加上液態電解質里易燃的有機溶劑,結果就是電池起火甚###爆炸。

 

固態電池是有望徹底解決安全問題。固態電池的正負極不容易發生短路現象;固態電解質不僅不可燃、不揮發甚###還能耐高溫,電池在遇到同樣極端情況下不會發生起火、爆炸。

 

 

解決里程焦慮基本只能靠堆電池的能量密度。根據《節能與新能源汽車技術路線圖》,2025年動力電池的能量密度目標為400Wh/kg,2030年目標為500Wh/kg。

 

想達到2030年的目標,現有液態鋰電池技術路線恐難擔大任,光是350Wh/kg的能量密度天花板就很難打破,但是固態電池能量密度能輕松超越350Wh/kg。

 

此外固態電池的壽命極長,使用30年還有90%以上的蓄電力,能夠回收后使用,因此固態電池各項條件都比鋰電池更好。

 

固態電池能量密度是普通鋰電池的十幾倍,充電速度也是鋰電池的幾十倍,這就使得搭載該電池的新能源汽車擁有更高的續航能力。

 

伴隨著新能源汽車的不斷發展,當前市場對于動力電池的要求越來越高,無論是在續航、能量密度還是安全方面,優缺點明顯的各類鋰電池已經明顯不太適應新時代的要求。

 

 

固態電池是未來鋰電池的發展方向

目前液態鋰電池能夠實現的能量密度已近極限,而使用全固態鋰電池能量密度具備突破500wh/kg的潛力,因此固態電池是未來鋰電池的發展方向。

 

目前,全球企業開始加大固態鋰電池方面的研究布局,加上各國政策的推動下,固態鋰電池產業化進程有望加快。

 

據相關機構預測,到2030年,全球固態電池需求有望達到500GWh,按照專家保守估計,將形成3000億元以上的市場規模。

 

預計2021-2030年我國固態電池出貨量高速增長,###2030年或將突破250GWh。

 

 

各路巨頭計劃追逐固態電池市場

今年1月9號,蔚來其NIO Day上高調發布能量密度達360Wh/kg的150kWh固態電池包,搭載該電池包的蔚來ET7轎車續航將超過1000km,讓人眼前一亮。

 

大眾集團表示未來將著力發展固態電池技術,預計2025年開始使用固態電池。

 

寶馬集團計劃在2025年前推出搭載固態電池的原型車,并在2030年前實現量產。

 

寧德時代投資33億建設21C創新實驗室,用于金屬鋰電池、全固態電池等下一代電池研發;

 

LG化學表示將在2025年###2027年間實現全固態電池商業化;

 

松下計劃在2025年推出一款使用固態電池的電動車。

 

 

固混是###近的可見未來

如今,是一個汽車新技術爆發的時代,相比此前智能網聯因為智能手機生態環境逐漸成形,花費心思將其與車適配不同,目前的汽車新技術同時需要解決硬+軟雙方面問題。

 

目前純固態技術電池的技術難題為,固態電解質的鋰離子遷移效率會直接影響固態電解質的離子電導率,電極與電解質之間的界面阻抗會上升等。

 

也就是說,盡管實現效果將改變電池行業,但因導電效率、運行穩定等原因,目前仍處實驗室階段。

 

同時,作為電動汽車核心部件之一的動力電池,占據著整個三電系統中的高成本份額,上下游尚未有大規模配套企業入局時,僅憑幾家企業的試探,難以面對高成本、召回壓力、后續維修等問題。

 

于是,目前的現狀是,5%-10%的液態比例,固混電池產業,將是同時滿足安全、成本、技術的一個好解決方案,也是過渡到純固態電池之前的好思路。

 

固態電池量產2030年之后

眼下,固態電池的成本被認為是鋰電池的4倍以上,而在純電動汽車中,電池成本大約占30%—40%。

 

全固態電池實現量產應該是在2030年之后,當然假如有巨大的科學突破,有可能會在 10 年之內發生。

 

目前固態電池依然處于試驗研發階段,投資者需要關注的是各固態電池集成商的量產時間,而只有固態電池商試驗到量產放量后才能帶動上游材料廠商開始放量。

 

而且產業鏈上游企業也處于配套研發階段,因此目前固態電池業務對產業鏈上游公司沒有實質的業績帶動作用,但是上游材料供應商布局固態電池技術###少在未來可能保障不會出現掉隊的狀況。

 

然而,量產也不是###終的結局,成本的經濟性永遠是繞不過去的一環。

 

從量產到應用還需要經過市場的驗證,未來合理的經濟性才可能是固態電池出現大幅應用的重要影響因素。

 

目前,全固態電解質鋰動力電池存在的技術難點問題包括固態電解質材料的鋰離子電導率偏低問題、固/固界面接觸性和穩定性差問題、金屬鋰的可充性問題等。

 

受技術和成本影響,固態電池大規模商業化應用預計要到2025年,短期內只適用于部分場景。


 

結尾:

從[液態]倒[半固態]再到[固態],邁出的每一步都不容易,都需要面臨規劃化生產、成本與商業性、供應鏈配套等多重問題。

 

但無論怎樣,為了能讓新能源汽車走得更遠,動力電池這道坎都必須要邁過去。

 

里程焦慮和安全性是動力電池繞不開的話題,未來誰先掌握固態電池的關鍵技術誰就占據主動。

 

 

部分資料參考:

證券之星:《熱點解讀!全球鋰電池巨頭布局固態電池 固態電池產業化進程加快》

錦緞:《固態電池軍備競賽悄然開局》

騰訊汽車洞察者:《押寶固態電池,新能源汽車電池成本將降低3/4?》

路咖汽車:《半年后回頭看蔚來,被吐槽的固態技術電池賭對了?》

新浪財經:《固態電池關鍵技術獲突破 兩標的將快速發展》

東方財富網:《固態電池商業化緩慢天齊鋰業、寧德時代為何爭相“搶灘”?》

愛卡汽車:《下一個市場風口?固態電池“一夜爆火” 》