主機(jī)廠加碼全固態(tài)電池競賽 2027年量產(chǎn)諾言能否如期兌現(xiàn)?
來源:21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道作者:鞏兆恩2025-02-28 09:56

2025年,比亞迪掀起“智駕平權(quán)”,催化了全行業(yè)智能化的課題。上下半場銜接過渡時(shí),被視為電動(dòng)化“上半場”終局的固態(tài)電池,也在悄然升溫中。

2月25日,21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者從嵐圖汽車內(nèi)部人士處獲悉,嵐圖已啟動(dòng)第三代固態(tài)電池的技術(shù)迭代,提升充電倍率、熱安全性、保持電池穩(wěn)定性成為發(fā)力重點(diǎn)。據(jù)悉,新一代動(dòng)力電池系統(tǒng)將在保持300Wh/kg的能量密度基礎(chǔ)上,充電倍率提升至3C~5C,電解液含量0,并可實(shí)現(xiàn)極寬溫域運(yùn)行。

同一時(shí)間,梅賽德斯-奔馳宣布,基于全新固態(tài)電池測試項(xiàng)目打造的測試車于2月正式啟動(dòng)道路測試。該固態(tài)電池系統(tǒng)能量密度為450Wh/kg,搭載該電池的純電EQS測試車,續(xù)航里程增加25%,單次充電續(xù)航里程超1000公里。

被視為電池“終極技術(shù)”的固態(tài)電池被推到臺(tái)前,比亞迪、長安、奇瑞、廣汽等一線主機(jī)廠紛紛加碼,試圖在供應(yīng)鏈上搶到一定先機(jī);動(dòng)力電池廠爭搶固態(tài)電池賽道,將其作為下一代電池技術(shù)的制勝點(diǎn),欲成為“未來的寧德時(shí)代”。

行業(yè)普遍將固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化時(shí)間設(shè)在2027年。固態(tài)電池“上車”風(fēng)口再起,2027年的量產(chǎn)諾言能否如期兌現(xiàn)?

電動(dòng)化“上半場”終局?

城市導(dǎo)航輔助駕駛、高階智駕壁壘、智駕平權(quán)……當(dāng)行業(yè)普遍將焦點(diǎn)放在智能化競爭的“下半場”,實(shí)則忽視了電動(dòng)化“上半場”懸而未決的難題——續(xù)航焦慮、補(bǔ)能焦慮、極端環(huán)境性能受損、冬季純電用車痛點(diǎn)等,均未得到根除。

上述電動(dòng)化難題,直觀體現(xiàn)在近兩年我國新能源市場中插混增速高于純電增速的現(xiàn)象當(dāng)中,且續(xù)航里程仍是部分北方城市用戶在選購新能源產(chǎn)品時(shí)考慮的首要因素。

因此,沒有明顯短板、充電速度快、安全性高、續(xù)航里程長、被視為電池“終極技術(shù)”的固態(tài)電池被推到了臺(tái)前。

作為鋰電池的分支,固態(tài)電池和液態(tài)電池的差別主要在于電解質(zhì)的使用,分別采用固態(tài)和液態(tài)電解質(zhì)材料。與目前行業(yè)普遍搭載的液態(tài)鋰電池相比,固態(tài)電池在能量密度、安全性、工作溫度和電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等方面更具優(yōu)勢,一定程度上可以提高電動(dòng)車的續(xù)航里程、減少液態(tài)鋰電池存在的熱失控和電池燃燒等潛在風(fēng)險(xiǎn)。

“為什么要發(fā)展全固態(tài)電池?第一,通過用固態(tài)電解質(zhì)替代有機(jī)電解液,可顯著提高鋰電池的安全性。第二,基于固態(tài)電解質(zhì)的高穩(wěn)定性,有利于兼容更高電壓的正極材料以及更高比容量的含鋰負(fù)極材料,可進(jìn)一步提升鋰電池的能量密度。”中國電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉認(rèn)為。

以當(dāng)前主機(jī)廠部分落地成果來看,嵐圖上一年所完成的第二代半固態(tài)電池裝車驗(yàn)證,搭載第二代電池的嵐圖追光,純電續(xù)航能夠達(dá)到1000公里,可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航250公里,安全性上也做到了電芯擠壓至90%不起火、不爆炸;長安汽車的金鐘罩固態(tài)電池能量密度可達(dá)400wh/kg,滿電狀態(tài)下續(xù)航里程將超過1500公里。

與當(dāng)前的液態(tài)電池相比,固態(tài)電池技術(shù)能夠在新能源產(chǎn)品安全性與續(xù)航性上有顯著提升。不過,多位業(yè)內(nèi)人士告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者,從嚴(yán)格意義上講,市場上搭載的固態(tài)電池仍多是半固態(tài)電池,需要加入傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì),與當(dāng)前常規(guī)液態(tài)鋰離子電池并無本質(zhì)的差異,稱其為半固態(tài)電池或準(zhǔn)固態(tài)電池更加準(zhǔn)確。

過去一年來,主機(jī)廠半固態(tài)電池接連不斷的量產(chǎn)上車和落地應(yīng)用,由于生產(chǎn)成本較高,大多搭載至高端豪華車型上,如廣汽集團(tuán)宣布大容量全固態(tài)電池電芯,將在2026年率先在旗下新能源品牌昊鉑上量產(chǎn)搭載。

此外,固態(tài)電池的新故事,或?qū)⒏嘟o到同樣處在風(fēng)口,且對(duì)電池安全、能量密度、功率密度要求高的eVTOL(電動(dòng)垂直起降飛行器)來講述。

長江證券研究所指出,終端市場來看,固態(tài)電池場景應(yīng)用邊界逐步拓寬,有望拓展至新能源汽車、無人機(jī)、人形機(jī)器人、低空飛行器、消費(fèi)電子、電動(dòng)工具等領(lǐng)域,其中全固態(tài)電芯規(guī)?;慨a(chǎn)的必要性和產(chǎn)業(yè)趨勢在加強(qiáng)。

產(chǎn)業(yè)化仍然前路漫漫

2027年是眾多主機(jī)廠所給出的固態(tài)電池上車的時(shí)間點(diǎn)。中國科學(xué)院院士、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長歐陽明高表示,在新能源汽車領(lǐng)域,預(yù)計(jì)到2027年全固態(tài)電池開始裝車,預(yù)計(jì)到2030年可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化應(yīng)用。

主機(jī)廠、動(dòng)力電池廠商、科研院所紛紛下場宣布固態(tài)電池技術(shù)的最新進(jìn)展,看似“上半場”電動(dòng)化終于要迎來終極答案,但事實(shí)上,即便是兩年后的初步上車目標(biāo),也仍然存在一定挑戰(zhàn)。

“固態(tài)電池離商品化還很遠(yuǎn)。”寧德時(shí)代董事長曾毓群在2024年的業(yè)績解讀會(huì)上表示,如果以技術(shù)和制造成熟度作為評(píng)價(jià)體系(以1~9打分,1分為入門,9分為成熟),目前整個(gè)行業(yè)只達(dá)到4分的水平。

一方面,各家的技術(shù)路線、供應(yīng)商以及樣品水平并不相同。目前固態(tài)電池的難題存在于界面阻抗、量產(chǎn)工藝、樣品壽命、能量密度指標(biāo)等方面,發(fā)展程度有所不同,有的還需要逐漸完善。

“固態(tài)電池的安全性好,能量密度高,是電動(dòng)交通下一代動(dòng)力電池發(fā)展的重要方向。但大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴(kuò)散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在數(shù)量級(jí)差異、固固界面難以始終保持良好接觸、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性等問題需要解決?!庇袠I(yè)內(nèi)人士告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者,需要大力度推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,除了應(yīng)用層面,在源頭的技術(shù)研究更重要,可以從源頭上設(shè)計(jì)更好的電解質(zhì),做出性能更好的電池。

不過,近兩年席卷“車圈”的AI浪潮,或?qū)⒓铀偻苿?dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

記者獲悉,嵐圖計(jì)劃通過AI算力,加速固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化研發(fā);廣汽研究院人士也曾向記者表示,借助AI及高通量計(jì)算等先進(jìn)技術(shù),可加快全固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度,加速商業(yè)化進(jìn)程。

另一方面,總體成本高昂,仍然是固態(tài)電池量產(chǎn)應(yīng)用的一大難題。

固態(tài)電池電解質(zhì)往往使用一些高純度化合物,或鋯、鍺等稀有金屬,導(dǎo)致原材料成本高昂;同時(shí),固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,生產(chǎn)要求和設(shè)備投入更高,對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求也較為苛刻,無形之中都增加了制造成本。

高成本下,固態(tài)電池整體的需求還處于有限階段,生產(chǎn)規(guī)模不足,尚未形成規(guī)模效應(yīng),因此通過規(guī)?;瓿山当荆虝r(shí)間內(nèi)也是難題所在。大規(guī)模量產(chǎn)全固態(tài)電池仍前路漫漫,需要跨過重重阻礙。

對(duì)于主機(jī)廠而言,這些都是需要在2027年明確的量產(chǎn)時(shí)間點(diǎn)前,所解決的一系列問題與挑戰(zhàn)。

全國政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任苗圩此前亦將全固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)鎖定在2027年。苗圩表示,盡管固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍需解決技術(shù)、工藝和成本的問題,但從當(dāng)前全球研發(fā)進(jìn)展來看,隨著量產(chǎn)技術(shù)工藝逐漸成熟,2027年前后全固態(tài)電池將實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

屆時(shí),主機(jī)廠2027年關(guān)于固態(tài)電池的諾言,或?qū)⒓铀賰冬F(xiàn)。

責(zé)任編輯: 陳勇洲
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