2024固態(tài)電池產業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會現場
電池百人會-電池網6月29日訊(常青 林音 江蘇蘇州報道)近年來,在高安全、高能量密度市場需求的呼喚下,以固態(tài)電池為核心的下一代電池技術備受關注。業(yè)內也普遍認為,固態(tài)電池技術或將打開鋰電池能量密度天花板,成為全面提升鋰電池性能的必然選擇。專家、學者、企業(yè)、資本紛紛發(fā)力這一賽道,產業(yè)化進程加速,量產上車提上日程,但與此同時,當下多種技術路線并存,終局路徑尚未明晰,半固態(tài)電池產業(yè)發(fā)展也引來諸多質疑。唱衰與叫好雜糅,機遇與挑戰(zhàn)并存。
在此背景下,一場以“新技術 新賽道 新力量”為主題的固態(tài)電池大會拉開帷幕。
6月28日,由中關村新型電池技術創(chuàng)新聯盟、電池百人會、蘇州市新時代工商管理企業(yè)家聯合會新能源專委會主辦的“2024固態(tài)電池產業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會”在江蘇省蘇州市相城區(qū)·蘇州國際會議酒店順利召開。共有來自國內知名高校院所學者專家、以及全球知名車企、電池制造商、材料及裝備以及產業(yè)相關初創(chuàng)企業(yè)、創(chuàng)投機構等超200位嘉賓參加峰會。
本次企業(yè)家峰會旨在匯聚全球產學研金用等各界力量,共同探討固態(tài)電池技術的最新進展、面臨的挑戰(zhàn)、解決方案及未來發(fā)展趨勢,為產業(yè)發(fā)展提供新思路、新動力,為加速固態(tài)電池技術的創(chuàng)新突破、推動其商業(yè)化進程搭建起深度溝通、合作的橋梁和紐帶,助力全球能源轉型和綠色經濟發(fā)展。
新技術 新挑戰(zhàn)
湖南中科星城石墨有限公司研究院院長兼副總經理王志勇
“當下傳統鋰電體系能量密度抵達瓶頸,固態(tài)電池成為新技術方向。”湖南中科星城石墨有限公司研究院院長兼副總經理王志勇在論壇上表示。
清陶(昆山)能源發(fā)展集團股份有限公司聯合創(chuàng)始人、總經理李崢
“發(fā)展鋰電池要從全方面考量,固態(tài)電池是下一代鋰電池技術的公認趨勢,也是必然選擇?!鼻逄眨ɡド剑┠茉窗l(fā)展集團股份有限公司聯合創(chuàng)始人、總經理李崢在論壇上同樣表示,相比于傳統電池所采用的液態(tài)電解液,固態(tài)電池的固態(tài)電解質可以有效提升能量密度,同時有著更穩(wěn)定的工作狀態(tài),也讓產業(yè)鏈產生創(chuàng)新機會。
蜂巢能源科技股份有限公司前沿技術研發(fā)總經理、博士苗力孝
與李崢想法不謀而合的,還有蜂巢能源科技股份有限公司前沿技術研發(fā)總經理、博士苗力孝,他認為:“全固態(tài)電池是從電解質材料、電芯結構、制程工藝方面的全面創(chuàng)新升級,將帶來產業(yè)鏈上的革命性變化。”
業(yè)內普遍認為,鋰電池的最佳形態(tài)是全固態(tài)電池,但當下,全固態(tài)電池研究仍處在早期研發(fā)階段,量產及商業(yè)化預計將會在2030年前后實現。
王志勇表示,高電導率、高界面穩(wěn)定性、高材料穩(wěn)定性是選擇全固態(tài)電池材料的三個核心指標,現階段材料層面仍存在結構穩(wěn)定性差、體積膨脹大、接觸界面過小、界面接觸失效、鋰枝晶生長等科學問題,仍需尋求材料層面的性能突破。
北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司研發(fā)總監(jiān)、博士徐航宇
“總的來看,當前單一固態(tài)電解質材料難以滿足全固態(tài)電池需求”,北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司研發(fā)總監(jiān)、博士徐航宇表示,針對這一難題,將液態(tài)電解質和固態(tài)電解質的優(yōu)勢相結合是一種解決方案,早在2016年,日本東芝就報道了將LLZO氧化物電解質和凝膠聚合物電解質結合的混合固液電池。
是的,雖然全固態(tài)電池商業(yè)化目前還面臨較大挑戰(zhàn),但值得一提的是,作為“先遣部隊”,半固態(tài)電池已呼嘯而至。
新賽道 新趨勢
中關村新型電池技術創(chuàng)新聯盟秘書長于清教
中關村新型電池技術創(chuàng)新聯盟秘書長于清教在會上表示,作為下一代電池技術的潛力選手,固態(tài)電池以其高安全性、長壽命和高能量密度等優(yōu)勢備受業(yè)界矚目。近年來,依托強大的新能源產業(yè)鏈制造基礎,我國電池企業(yè)在固態(tài)電池技術研發(fā)、產業(yè)鏈布局等方面取得了重要突破,尤其是伴隨著以衛(wèi)藍新能源、清陶能源、贛鋒鋰電等為代表的中國企業(yè)半固態(tài)電池的量產裝車,使得半固態(tài)電池真正實現了經濟學意義上的產業(yè)化。
另據中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯盟6月披露的數據,2024年以來,我國半固態(tài)電池裝車持續(xù)上量,今年1-5月實現裝車1621.8MWh,超過1.6GWh。
國外全力攻克全固態(tài),國內半固態(tài)先行。
中信證券股份有限公司研究部副總裁吳威辰
中信證券股份有限公司研究部副總裁吳威辰介紹,根據中信證券梳理的全球各家固態(tài)電池廠商規(guī)劃情況,目前已有的產能或較為成熟的產能規(guī)劃,除富士通、村田的小規(guī)模量產,法國BlueSolutions的聚合物固態(tài)電池,Solid Power向寶馬交付的A樣為全固態(tài)電池外,其他的已有、在建和規(guī)劃中產能均為半固態(tài)電池產能,全固態(tài)電池的產業(yè)化應用仍需時日。
萬向一二三股份公司電芯材料研發(fā)部總監(jiān)、博士蘇敏
另外,萬向一二三股份公司電芯材料研發(fā)部總監(jiān)、博士蘇敏則從整個裝車進程進行了分析,從結論可以看到,半固態(tài)電池裝車進程遠大于全固態(tài)電池。半固態(tài)電池方面,2022年東風E70已經開始了示范運營,2023年、2024年蔚來、上汽也推出了半固態(tài)電池的汽車。蘇敏認為,在2025年,量產上車還是以半固態(tài)電池為主,2025-2027年全固態(tài)電池會處于產業(yè)化準備過程中,2028-2030會逐漸實現一定的批量能力。
基于對固態(tài)電池技術路線和降本路徑的研判,研究機構EVTank在《中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2024年)》中預計,到2030年全球固態(tài)電池的出貨量將達到614.1GWh,在整體鋰電池中的滲透率預計在10%左右,其市場規(guī)模將超過2500億元,主要為半固態(tài)電池。
這一邊,半固態(tài)電池率先量產并持續(xù)上車,另一邊,全固態(tài)電池的腳步也漸行漸近。在業(yè)內看來,固態(tài)電池將成為未來電化學儲能技術發(fā)展的核心趨勢;混合固液電池率先量產,全固態(tài)電池商業(yè)化將晚于混合固液;混合固液電池大多聚焦氧化物和聚合物,全固態(tài)電池路線仍然存在分歧;固態(tài)電池將從差異化競爭開始,逐步擴大應用范圍,并為我國的能源事業(yè)貢獻綿薄之力。
對于全固態(tài)電池的產業(yè)落地,于清教也持樂觀態(tài)度,其表示,當前,全固態(tài)電池雖仍面臨離子電導率問題、固固界面問題和循環(huán)性能問題等尚未完全解決。但作為未來能源革命重要的支撐技術之一,固態(tài)電池在新能源汽車、儲能、低空經濟等多領域具有廣闊的市場發(fā)展前景。我們有理由相信,在不久的將來,固態(tài)電池能夠為我們的工作和生活帶來更多的便利和驚喜。
新思路 新力量
面對鋰電池技術終局的最佳潛力股,我國相關產學研用領域企業(yè)、專家、學者等也均有在發(fā)力技術研究,為固態(tài)電池最終走向產業(yè)化提供新思路。
中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員、博導、能源中心書記、主任張濤
“固態(tài)電池已經上升到國家層面,政策方面給予很多支持?!敝袊茖W院上海硅酸鹽研究所研究員、博導、能源中心書記、主任張濤表示,不用糾結于采用哪種固態(tài)電池技術路線,最終所要實現的目的都是一樣的。全固態(tài)電池發(fā)展,如何實現LLZTO材料在固態(tài)電池中的界面適配性是關鍵。
中南大學化學電源與材料研究所副所長劉洪濤
“從機制上,本質上走出新路徑,實現彎道超車。”中南大學化學電源與材料研究所副所長劉洪濤介紹,無機電解質和聚合物電解質都有各自顯著的優(yōu)點和致命的缺陷,導致商業(yè)化應用舉步維艱。通過取長補短、協同復合,以聚合物為主,無機為輔,有望解決在LMB應用中的關鍵瓶頸問題。
其實,在固態(tài)電池的技術研發(fā)上,我國從國家層面到企業(yè),以及專家學者,從未有所懈怠。據智慧芽方面消息,近兩年來,中國在固態(tài)電池專利申請和布局上已經有顯著進步,在專利布局上甚至趕超了日本。截至5月27日,從技術來源(專利申請人)看,日本仍是全球固態(tài)電池領域專利申請最多的國家,占全球專利申請量的比例近40%,中國排第二,占比約為26.6%。但從布局市場(專利申請所在地)來看,中國是全球固態(tài)電池專利布局最多的市場,約占31.4%。日本緊隨其后,約占27%。
可以說,我國的固態(tài)電池開發(fā)已經進入熾熱階段,科學問題與產業(yè)問題齊頭并進。
在此背景下,固態(tài)電池相關產業(yè)鏈企業(yè)也紛紛卯足勁兒,卡位這一潛力賽道。
“蜂巢能源半固態(tài)電池定位350Wh/kg,全固態(tài)定位400Wh/kg以上,主要覆蓋800及1000公里以上高端車型?!泵缌π⒈硎?,公司半固態(tài)電池將在2024年完成產品定型,全固態(tài)電池產業(yè)鏈不完善,預估將在2030年后實現裝車。
浙江鋒鋰新能源科技有限公司副總經理唐光盛
“始于材料,忠于電池?!闭憬h鋰新能源科技有限公司副總經理唐光盛介紹道,目前,贛鋒已實現了一代半固態(tài)電池的產品應用,并已研制出第二代500Wh/kg高比能、高功率半固態(tài)電池,正在高端電動汽車和航天器等領域應用展開布局。在產能布局方面,公司已在江西新余實現4GWh固態(tài)電池產線投產,預計2025年于重慶建成10GWh產線。
中俄新能源材料技術研究院院長王慶生
“我們一共建了三個基地,總規(guī)劃10個GWh,每個基地都是從1個GWh起步,錯位推進,三個基地都是錯半年推動?!敝卸硇履茉床牧霞夹g研究院院長王慶生講道。
廣東利元亨智能裝備股份有限公司研究院院長杜義賢
廣東利元亨智能裝備股份有限公司(688499)研究院院長杜義賢透露,近期,利元亨美國首條固態(tài)電池前段設備順利出機,憑借其在固態(tài)電池技術領域的深厚積淀,在全球舞臺上實現了戰(zhàn)略性的拓展。
諾德新材料股份有限公司研究院院長、博士丁瑜
諾德新材料股份有限公司(600110)研究院院長、博士丁瑜在論壇現場提到,諾德股份采用耐高溫多因子成膜技術,開發(fā)耐高溫銅箔集流體:由于固態(tài)電解質熱穩(wěn)定性高,采用無機固體電解質的全固態(tài)電池,高溫下電導率更加優(yōu)異,操作溫度可以提高到300℃甚至更高,需要耐高溫銅箔集流體。
多孔銅箔集流體:不同孔徑范圍(30-120 μm)、不同孔隙率(30-70%)的多孔銅箔,更適用于凝聚態(tài)電解質的半固態(tài)電池。據悉,多孔銅箔降低電池載銅量,降低成本,與凝聚態(tài)電解質的結合力和浸潤性更好,有利于提升電池充放電效率,同時,對體積變化較大的負極材料的應力消除更完善。
蔚來汽車固態(tài)資深專家鄧素祥
此外,在新思路方面,蔚來汽車固態(tài)資深專家鄧素祥認為,結合換電模式可以使得超高能量密度半固態(tài)具有商業(yè)化的潛力。其進一步分析稱,采用換電模式,短里程的電池包“補貼”長里程的電池包 ,達到里程“平均化”,半固態(tài)電池進入電池庫,可以減少成本增加對用戶的沖擊。
青島聯合新能源汽車有限公司副總經理張學富
同樣在換電領域,青島聯合新能源汽車有限公司副總經理張學富在演講中提到,根據發(fā)展計劃,聯合新能源標準電池需求將在2024年達到3.6萬塊,后續(xù)每年以10倍需求量增加,最終實現千億規(guī)模。其表示,聯合新能源將與至少5家電池供應商合作,使用包括磷酸鐵鋰、半固態(tài)、固態(tài)電池在內的電池型號,共同打造標準換電電池。
結語:
綜合上述產學研用各界嘉賓的觀點來看,隨著產業(yè)化的推進,半固態(tài)電池已率先量產上車,但半固態(tài)到全固態(tài)因多項技術難題待解,商業(yè)化仍需時日。
固態(tài)電池優(yōu)勢和弊端棱角分明,科學化和產業(yè)化雙管齊下,如何去實現需要全行業(yè)共同努力。值得欣喜的是,在各界人士技術攻勢下,不斷萌生的新思路、新方法已為其量產落地提供了強勁動力,包括廣汽集團、上汽集團、長安汽車、寧德時代、國軒高科等在內的多家車企及電池企業(yè)先后宣布全固態(tài)電池量產計劃表。
“升級與迭代趨勢已來,機遇與挑戰(zhàn)共生同在?!庇谇褰桃矎娬{道,新能源高質量發(fā)展勢不可擋,隨著技術的不斷迭代創(chuàng)新和產業(yè)鏈生態(tài)的逐步完善,固態(tài)電池的商業(yè)化應用的腳步也漸行漸近,誰先占據產業(yè)制高點,誰才能掌握發(fā)展主動權。