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新闻 > 行业 >纯电动汽车续航问题,将由“它”来解决

纯电动汽车续航问题,将由“它”来解决

作者/来源:网易汽车
2021-07-13 10:02:56

  近日, 有消息称在即将开幕的日本东京奥运会上,丰田汽车作为赞助商将展示其最新的固态电池技术以及搭载固态电池的汽车。实际上,按照丰田汽车的计划,其计划在2021年年内公开使用固态电池的试制车。

  7月12日固态电池板块开盘走高,涨幅达3%;截至收盘,涨幅为4.2%;板块个股小康股份、江苏国泰、赣锋锂业涨停。实际上,目前,包括车企、电池厂商在内都在固态电池领域投入研发,意图抢夺高地;业内也普遍认为,固态电池是最有希望实现量产的下一代电池技术,是未来动力电池的技术路线之一。

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  固态电池风口来了吗?

  加速布局,固态电池成为巨头必争高地

  当下,磷酸铁锂电池和三元锂电池都属于液态电解液的锂电池。液态电解液锂电池由正极、隔膜、负极、电解液制造而成;而固态电池则是采用固态电解质取代隔膜和电解液,固态电池按照其电解质材料的类型可以分为聚合物、氧化物和硫化物。

  固态电池,正在成为巨头的必争高地。

  丰田汽车执行董事寺岛茂树表示,在东京奥运会的时候,丰田汽车将会推出一款新能源车型,该车型将会搭载丰田汽车新型固态电池,这款新车型预计2025年实现量产。实际上不仅是丰田汽车,宝马集团、大众汽车集团等车企,宁德时代、LG化学和松下等动力电池企业也在布局固态电池。

  大众汽车集团在3月举行的PowerDay上表示,未来将着力发展固态电池技术,并预计2025年投入使用。大众汽车集团方面认为,全固态电池是锂离子电池开发的“最终章”,目前大众汽车集团与美国硅谷初创企业Quantum Scape合作开发全固态电池。4月,宝马集团也发布规划称计划在2022年采购测试用电池,2025年前推出搭载固态电池的原型车,并在2025年之前开始对配备全固态电池的车辆进行路测,在2030年前实现量产。

  除此之外,日产汽车也计划将于电动化后半期将全固态电池推向实用化;现代汽车表示正在开发固态电池,并计划在2030年将首批采用该技术的汽车投入批量生产;通用汽车投资了初创公司Solid Energy Systems,与其合作开发固态电池;福特也对固态电池初创公司进行了投资;戴姆勒与加拿大魁北克水电公司共同开发固态电池技术,达到量产状态后将应用到电动汽车上。

  LG新能源表示正在开发全固态电池,预计2026年实现量产。

  回到国内市场,比亚迪在2016年曾表示固态电池为未来发展方向的基调,尝试小规模使用,将在未来10年,最快五年内推出固态电池;2018年其推进固态电池项目商用,并把固态电池作为下一步研究重点。今年1月,蔚来汽车在NIO Day上高调发布能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池包以及搭载该电池包续航将超1000km的蔚来ET7轿车,并表示计划将于2022年第四季度交付。

  辉能科技计划明年通过2GWh的示范线提供几家国营主机厂进行第一批固态电池量产车的投放,力争2026年达到50GWh;星盈科技也投资55亿元建立固态动力锂电池项目,规划年产能10GWh。

  A股市场多家公司也在布局固态电池,例如赣锋锂业第一代2亿瓦时固态电池中试线已顺利投产,德尔股份也正在研发具有高安全性、高能量密度、体积小等特点的固态电池。宁德时代方面曾表示,宁德时代实验室将专注于金属锂电池、全固态电池和钠离子电池等下一代电池研发,持续对固态电池等技术进行前沿研究和产品研发投入。

  解决续航安全问题,但固态电池仍有关键技术待攻克

  固态电池相对于液态锂电池,最主要的优势体现在安全性和能量密度。液态锂电池一旦受到挤压、冲击,就会导致隔膜破裂,造成正负极短路,同时锂电池内部产生大量热量,加上液态电解质里易燃的有机溶剂,结果就是电池起火甚至爆炸。

  相比而言,固态电池的正负极不容易发生短路,固态电解质不可燃也不具有挥发性,且耐高温,在极端情况下不容易发生起火、爆炸。

  从能量密度上来看,从理论上来讲,液态电解液锂电池的最高能量密度是350Wh/kg,而再加上电池管理系统等部件后,极限基本是全系统300Wh/kg。固态电池能够将能量密度提升到350Wh/kg以上,提高整车的续航里程。

  不过,目前固态电池还未实现量产。按照蔚来汽车透露的细节,蔚来汽车发布的固态电池采用了三种新工艺,分别是原味固化固液电解质、无机预锂化硅碳负极、纳米级包覆超高镍正极。不过业内普遍认为,蔚来汽车发布的属于半固态电池,采用超高镍正极+预锂化硅碳负极+固液电解质(固态+液态)+隔膜,属于液态至固态电池的过渡性技术。

  汽车行业分析师张翔分析称,目前全球还没有哪家车企能够实现量产,固态电池尚存一些关键问题亟待攻克。

  其一,固态电池的固态电解质的离子电导率较低;其二是固态电解质与电极间的界面阻抗较大,锂离子传输阻力大,影响电池容量的正常释放;其三是,固态电池的工艺比较复杂,现在还没有达到量产水平,一些工艺仍处于实验室的水平,也有一些工艺处于调试阶段;其四是材料体系不成熟,成本高。

  扶持力度加大被认为是未来升级趋势,但量产尚需时日

  目前业内普遍认为固态电池是未来电池技术路线之一。

  汽车行业分析师张翔认为,固态电池是未来取代三元锂电池的一个技术路线。不仅如此,各国从政策上也对固态电池进行扶持;例如德国计划投资10亿元用于支持德国的固态电池研究,日本则表示以全固态电池和锂硫电池为主要发展目标,2025年后进入全固态电池阶段。

  我国在《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》中提出了加强固态电池研发和产业化进程的要求,首次将固态电池上升到了国家层面,提出到2030年,我国液态电解质将演变为固态电解质的目标。

  前瞻产业研究院认为随着全球企业加大对固态电池的研发布局,各种政策推动,固态电池的产业化进程有望加速,预计2021-2030年全球固态电池出货量高速增长,至2030年或将突破250GWh。赛迪智库也认为,以目前发展态势来看,固态电池的商业化进程会早于预期。

  不过,也有业内人士持相反观点,宁德时代董事长曾毓群曾表示,宁德时代目前可做出固态电池样品,但相关指标离实现商业化还有较长距离。西部证券电动智能汽车首席分析师王冠勇也曾对新京报记者表示,固态电池现阶段还存在技术和成本等问题亟待解决,目前固态电池主要是电池厂商在做,但现阶段都不具备量产能力,在短期内固态电池无法实现量产商业化,至少需要五到十年的时间。

  不过,业内也有普遍共识,固态电池是最有希望实现量产的下一代电池技术,可以解决液态电解液锂电池续航短、安全性差等问题,固态电池被认为是动力电池未来的升级趋势;而随着全球车企和动力电池厂商的加速布局,也或将掀起动力电池赛道的新一轮竞争。


来源:网易汽车

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