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固態(tài)電池可能比市場預(yù)期更快的速度商業(yè)化量產(chǎn)上車。
來自常州發(fā)布的消息顯示，9月7日，中科固能硫化物全固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)基地項(xiàng)目簽約儀式在常州市舉行。中國工程院院士陳立泉通過視頻參加儀式并致辭，中科固能董事長吳凡及常州市領(lǐng)導(dǎo)出席儀式。
據(jù)介紹，該項(xiàng)目將分兩期進(jìn)行。其中一期總投資10億元，進(jìn)行全固態(tài)硫化物電解質(zhì)材料大批量生產(chǎn)，預(yù)計(jì)2025-2026年具備滿產(chǎn)能力，同年將開啟硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜、原材料、全固態(tài)電芯小試。二期總投資50億元，規(guī)劃2030年之前建成全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)園，配套的上下游產(chǎn)業(yè)鏈將形成千億規(guī)模市場。
中科固能是固態(tài)電池“新勢力”
資料顯示，中科固能全稱溧陽中科固能新能源科技有限公司，成立于2022年10月27日，至今不滿一年。
中科固能的法定代表人為吳凡，經(jīng)營范圍包括新材料研發(fā)；電池制造；電池零配件生產(chǎn)；電池銷售；電池零配件銷售等。
據(jù)了解，中科固能的核心團(tuán)隊(duì)由中國科學(xué)院物理研究所、長三角物理研究中心和天目湖先進(jìn)儲能技術(shù)研究院聯(lián)合創(chuàng)辦的吳凡科學(xué)家工作室組成。
中科固能硫化物全固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)基地項(xiàng)目，將建成世界范圍內(nèi)首條百噸級規(guī)?；苽淞蚧锕虘B(tài)電解質(zhì)的生產(chǎn)線，為未來萬噸級別硫化物固態(tài)電解質(zhì)的制備提供充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)在設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝路線等方面取得世界領(lǐng)先地位的核心關(guān)鍵知識產(chǎn)權(quán)。
全球角逐固態(tài)電池
固態(tài)電池不僅具有高安全、高能量密度，而且“高低溫”性能也很優(yōu)良，被視為下一代動(dòng)力電池，是各國角逐的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
當(dāng)前，中、日、韓以及歐美等國家及地區(qū)對于固態(tài)電池已有明確的指標(biāo)、期望及國家級的規(guī)劃。
目前固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)總體處于研發(fā)和中試階段，中、日、韓在固態(tài)電池開發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，歐美政府和多家企業(yè)則寄希望于通過固態(tài)電池改變現(xiàn)有動(dòng)力和儲能電池格局。
在全固態(tài)電池的實(shí)現(xiàn)路線方面，主要有聚合物、氧化物、硫化物三條技術(shù)路線，其中硫化物固體電解質(zhì)由于擁有最高的鋰離子電導(dǎo)率和良好的機(jī)械性能而成為最有潛力的技術(shù)方向之一。
不同的國家和地區(qū)對于固態(tài)電池的技術(shù)路線有很明顯的偏向和看好。例如，日本和韓國是持續(xù)全面投入硫化物全固態(tài)電池的研發(fā)，基本上沒有任何氧化物路線；中國相對特殊，是全世界唯一一個(gè)選擇氧化物與聚合物復(fù)合的混合固液電解質(zhì)路線的國家。
日本、韓國、美國已有企業(yè)進(jìn)行研發(fā)布局，不過，要想真正實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)與應(yīng)用，硫化物全固態(tài)電池仍面臨著諸多關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題和應(yīng)用化開發(fā)難題。
具體來看，日本是舉國發(fā)展機(jī)制，一直以內(nèi)閣組織的全國性先進(jìn)電池項(xiàng)目為主導(dǎo)，目前共有3家汽車公司、5家電池公司、15家化學(xué)制品公司、6家研究所和9所大學(xué)投入研發(fā)。其中，豐田目前是世界上擁有全固態(tài)電池專利數(shù)量最多的公司，其預(yù)判到2026年開始硫化物全固態(tài)電池的量產(chǎn)。
韓國以三星和LG新能源作為杰出代表。三星在去年3月份宣布建設(shè)旗下第一個(gè)全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)線“S-Line”，規(guī)劃在2025年前開發(fā)出大型全固態(tài)電池電芯和全固態(tài)電池電芯，2027年開始量產(chǎn)。
歐洲主要聚焦于以聚合物作為固態(tài)電池的電解質(zhì)。但由于聚合物電導(dǎo)率太低的原因，歐洲量產(chǎn)的固態(tài)電池，在相同電池容量下，實(shí)際續(xù)航還不如液態(tài)鋰電池。
美國是以Solid Power為主要代表，其技術(shù)路線非常明確，即始終以硫化物全固態(tài)電池為核心技術(shù)路線。
中國固態(tài)電池：半固態(tài)先行
目前，國內(nèi)多數(shù)企業(yè)以氧化物作為電解質(zhì)，來推動(dòng)固態(tài)電池的研發(fā)。
據(jù)完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年以后國內(nèi)部分車企開始搭載半固態(tài)電池，如蔚來發(fā)布的ES6、東風(fēng)發(fā)布的E70、嵐圖發(fā)布的追風(fēng)等車型，大部分都搭載了以氧化物為電解質(zhì)的半固態(tài)電池。
但加入了液體的固態(tài)電池，由于減少使用了固態(tài)電解質(zhì)，導(dǎo)致其能量密度提升不如全固態(tài)。例如，ES6搭載的半固態(tài)電池能量密度為360wh/kg。
因此，國內(nèi)半固態(tài)電池雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，但由于能量密度提升不明顯、電導(dǎo)率不如液態(tài)鋰，以及氧化物電解質(zhì)材料價(jià)格也要高于液態(tài)鋰，僅僅可能只是把半固態(tài)電池作為了過渡產(chǎn)品。
值得一提的是，除了已經(jīng)量產(chǎn)的半固態(tài)電池以外，近期中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)馬騁教授研發(fā)出一種新型固態(tài)電解質(zhì)——氧氯化鋯鋰，綜合性能和目前最先進(jìn)的硫化物、氧化物固態(tài)電解質(zhì)相近，但成本不到后者的4%，這是國內(nèi)在固態(tài)電池領(lǐng)域的最新進(jìn)展。
不過，該技術(shù)目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段，最終能否大面積量產(chǎn)，仍存在很大變數(shù)。
總結(jié)
當(dāng)前，作為固態(tài)電池主流的三種電解質(zhì)聚合物、氧化物和硫化物，都存在不同程度的硬傷，這導(dǎo)致當(dāng)下小規(guī)模量產(chǎn)的固態(tài)電池，相較于液態(tài)電池的裝車性價(jià)比并不高。
不過，在技術(shù)不斷進(jìn)步以及政府引導(dǎo)、科研院所助力、資本跟進(jìn)和企業(yè)落地的共同助力下，固態(tài)電池的真正量產(chǎn)裝車，或已不遠(yuǎn)。
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