翔說汽車創(chuàng)始人、清華學(xué)堂講師、工信部培訓(xùn)中心汽車專家張翔

電池百人會-電池網(wǎng)2月27日訊（陳語 巒水 圖文直播）“目前新能源汽車動力電池已經(jīng)歷鉛酸電池、鎳氫電池、液態(tài)鋰離子電池，進(jìn)入三元時(shí)代，但是能量密度和安全性仍然不能滿足政府和市場的需求”，翔說汽車創(chuàng)始人、清華學(xué)堂講師、工信部培訓(xùn)中心汽車專家張翔表示，固態(tài)電池被日本、中國、美國、歐洲各國、韓國的資本普遍看好，預(yù)計(jì)到2025年開始小批量進(jìn)入市場，將成為電動汽車取代燃油汽車的利器，或?qū)⒊蔀槿姵氐念嵏舱?span style="text-indent: 2em;">。

2月27日，在固態(tài)電池技術(shù)、智能裝備與市場應(yīng)用研討會上，張翔發(fā)表了題為《為什么固態(tài)電池將成為下一代新能源汽車的主流動力電池？》的主題演講，分享了固態(tài)電池的最新進(jìn)展、固態(tài)電池的市場格局、車企對固態(tài)電池的戰(zhàn)略布局、固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)等。

固態(tài)電池不同固體電解質(zhì)性能對比

張翔介紹，聚合物電解質(zhì)加工成本低、制造工藝簡單，具備較大的商業(yè)化應(yīng)用潛力，但是材料端離子電導(dǎo)率、鋰離子遷移數(shù)較小，還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

硫化物電解質(zhì)材料性能最優(yōu)越，但在材料穩(wěn)定性和制備工藝方面還需要有所改進(jìn)，未來運(yùn)用于固態(tài)動力電池的潛力最大。

晶態(tài)氧化物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率處于硫化物和聚合物電解質(zhì)之間，但制備工藝、加工成本、機(jī)械性能差是當(dāng)前面臨的主要問題。

LiPON薄膜電解質(zhì)電導(dǎo)率低和制備工藝成本高是其主要障礙，在小微型電池中具備較大的商業(yè)化潛力。

固態(tài)電池的市場格局與企業(yè)布局

在固態(tài)電池的市場格局方面，張翔介紹說， 固態(tài)電池領(lǐng)域的第一集團(tuán)軍，日本擁有固態(tài)電池專利916件，占比接近一半，領(lǐng)先優(yōu)勢明顯；美國和中國分別以398件和362件的專利數(shù)位居第二、第三。

在全固態(tài)電池專利方面，日本也具有明顯的優(yōu)勢，豐田擁有固態(tài)電池專利252件，數(shù)量遠(yuǎn)超其他車企與電池企業(yè)。豐田汽車2010年，推出硫化物固態(tài)電池；2014年，原型固態(tài)電池能量密度已達(dá)400Wh/kg；2018年，日本投資100億日元，豐田、本田、日產(chǎn)、松下，京都大學(xué)、日本理化學(xué)研究所等參與研究，計(jì)劃2022年掌握全固態(tài)電池技術(shù)；2019年，與松下合資，為550多萬輛電動汽車供電池，豐田51%股份。

同時(shí)，日本其他消費(fèi)電子及汽車零部件企業(yè)如富士、村田制造所、松下也在固態(tài)電池領(lǐng)域有廣泛布局。2018年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省出資16億日元，聯(lián)合國內(nèi)豐田、本田、日產(chǎn)、松下研發(fā)固態(tài)電池。

“目前中國、韓國、 美國在固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)同處于第二梯隊(duì)，美國主要以初創(chuàng)公司為主。”張翔表示，韓國LG化學(xué)、三星SDI和SK創(chuàng)新同意聯(lián)手開發(fā)核心電池技術(shù)，將成立一個(gè)規(guī)模1000億韓元基金，將共同投資于研發(fā)固態(tài)電池；2012年以來蘋果公司就已經(jīng)積極開始布局全固態(tài)電池技術(shù)的專利，期待能把固態(tài)電池用在iPad、MacBook等設(shè)備以及以后將要發(fā)展的柔性電子設(shè)備上，并為固態(tài)電池材料供應(yīng)鏈開發(fā)；通用也在2016年，B輪投資美國麻省SolidEnergy 公司；寶馬也在2017年開始與Solid Power合作開發(fā)商業(yè)化電動汽車固體電池；德國總理默克爾將計(jì)劃撥發(fā)10億歐元用于支持一家電池生產(chǎn)商，大眾預(yù)計(jì)全固態(tài)電池可以幫助e-Golf續(xù)航里程從300公里上升到750公里，計(jì)劃2025年量產(chǎn)全固態(tài)電池。此外，2018年，澳大利亞Magnis Resources公司宣布合作伙伴C4V（Charge CCCV）生產(chǎn)出固態(tài)電池的原型，計(jì)劃于2019Q2開始生產(chǎn)新電池有降低生產(chǎn)成本，不依賴鈷，減少制約因素，可大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。

中國的固態(tài)電池研發(fā)則以高校科研院所為主，在固體鋰電池方面論文數(shù)量占據(jù)第一位。我國對固態(tài)鋰電的基礎(chǔ)研究起步較早。1987年科技部發(fā)布固態(tài)電池863項(xiàng)目?！傲濉薄捌呶濉逼陂g，中科院將固態(tài)鋰電和快離子導(dǎo)體列為重點(diǎn)課題，目前5個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)分別取得了不同進(jìn)展。北京大學(xué)、中國電子科技集團(tuán)天津18所等院所也立項(xiàng)進(jìn)行了固態(tài)鋰電電解質(zhì)的研究。國內(nèi)在進(jìn)行固態(tài)鋰電開發(fā)的企業(yè)包括CATL、贛鋒鋰業(yè)、珈偉股份、江蘇清陶能源、臺灣輝能、中航鋰電、比亞迪、萬向、威馬汽車等。

其中，清陶能源2002年，研發(fā)固態(tài)鋰電池；2016年，清陶研究院正式成立；2010年，開發(fā)的石榴石結(jié)構(gòu)LLZO固態(tài)電解質(zhì)材料工藝成熟；2018年，36Ah類固態(tài)軟包三元?jiǎng)恿︿囯x子電池通過強(qiáng)制性檢驗(yàn)。

贛鋒鋰業(yè)2017年，引入許曉雄博士，子公司浙江鋒鋰建設(shè)固態(tài)電池研發(fā)中試生產(chǎn)線；2018年，投資前途汽車1億元；電池研制品通過第三方機(jī)構(gòu)安全檢測。

比亞迪于2017年，申請了全固態(tài)鋰離子電池正極復(fù)合材料及全固態(tài)鋰離子電池的發(fā)明專利。同年，萬向集團(tuán)菲斯科申請了固態(tài)電池專利，可將電動車?yán)m(xù)航里程提高至800公里，充電時(shí)間壓縮到1分鐘。

2019年，輝能科技在CES以固態(tài)電池包獲得創(chuàng)新獎(jiǎng)，Edison Awards獲獎(jiǎng)?wù)呙麊蔚谌?/p>

固態(tài)電池的面臨的挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)

在研討會上，張翔還表示，固態(tài)電池面臨著固體電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低、固固界面相容性差、機(jī)械性能與韌性差、鋰離子遷移動力低等挑戰(zhàn)：離子電導(dǎo)率的高低直接影響了電池的整體阻抗和倍率性能；固體電極與固體電解質(zhì)界面接觸性差，而界面阻抗大是制約固態(tài)鋰電池循環(huán)性能的主要瓶頸之一；大部分無機(jī)固體電解質(zhì)屬于陶瓷電解質(zhì)，機(jī)械性能相對較差，較脆易碎；聚合物電解質(zhì)也存在雙離子同時(shí)傳導(dǎo)的問題，離子在固體物質(zhì)中傳輸動力低，遷移數(shù)少。

張翔還提醒說，新能源汽車市場需求巨大，國內(nèi)外很多車企、電子科技公司將投資重金研發(fā)，但固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)度不確定，目前多處于實(shí)驗(yàn)室或者中試階段，材料性能研發(fā)與性能提升可能不達(dá)預(yù)期，影響產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

并且，如果新興高能量密度電池開發(fā)進(jìn)度超預(yù)期，固態(tài)電池技術(shù)可能存在被替代的風(fēng)險(xiǎn)；如果全球電動化進(jìn)程不達(dá)預(yù)期，導(dǎo)致新能源汽車產(chǎn)銷不達(dá)預(yù)期，會影響動力鋰電池需求。

此外，全球儲能市場存在不確定性；3C產(chǎn)品保有量處于較高水平，未來固態(tài)鋰電池需求可能不達(dá)預(yù)期。

（以上內(nèi)容未經(jīng)發(fā)言者本人審閱，僅供參考。） 

【固態(tài)電池技術(shù)、智能裝備與市場應(yīng)用研討會】

2月27日，由電池網(wǎng)（微號：mybattery）、電池百人會（CBHA）、中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟聯(lián)合湖南省寧鄉(xiāng)市人民政府、寧鄉(xiāng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理委員會、湖南省先進(jìn)電池材料及電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟共同舉辦的固態(tài)電池技術(shù)、智能裝備與市場應(yīng)用研討會順利召開，來自產(chǎn)學(xué)研各界的精英新年首聚湖南寧鄉(xiāng)，懷著對新電池技術(shù)的美好期待，共議固態(tài)電池專利掌控、技術(shù)瓶頸、配套裝備、市場應(yīng)用等，探索下一代電池技術(shù)前行之路。