4月2日,太藍新能源宣布,在“車規(guī)級全固態(tài)鋰電池”的研發(fā)方面取得重大進展,成功制備出實測能量密度達到720Wh/kg的超高能量密度體型化全固態(tài)鋰金屬電池。
固態(tài)電池絕非是單純的概念與噱頭,而是下一代高性能鋰離子電池的技術制高點。
簡單來說,液態(tài)電池兩端為電池的正負兩極,中間為液態(tài)電解質,在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程,電池就完成了充放電。
目前看,主流動力電池已由磷酸鐵鋰轉向三元鋰電池技術,液態(tài)鋰電池單體能量密度提升至250Wh/kg以上。但這據《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中“2025年動力電池單體能量密度要達到350Wh/kg”的目標仍有差距。
固態(tài)電池則將液態(tài)電解質替換為固態(tài)電解質,并允許匹配高能正極,而電池負極同樣可以采用金屬鋰,理論上體積能量密度可提升70%以上。與此同時,固態(tài)電解質也大大降低了電池熱失控風險,安全性較三元鋰電池大幅提高。
然而,成本問題是固態(tài)電池技術商業(yè)化的最大挑戰(zhàn)。從本質上講,續(xù)航里程與使用成本(整車與更換電池成本)目前仍是電動車的薄弱環(huán)節(jié),任何新技術的成功都必須同時解決這兩大問題。據推算,同樣采用石墨負極的固態(tài)電池總成本為158.8$/kWh,要比液態(tài)電池總成本(118.7$/kWh)高出34%。
好的一點是,理論上采用SLMB(鋰負極)技術路線的固態(tài)電池總成本將降至102$/kWh,相比石墨負極液態(tài)鋰電池技術下降14%。與此同時,電池能量密度將由241Wh/kg大幅提高至383Wh/kg,也就同時滿足了續(xù)航增加與成本降低兩個標準。
整體看,固態(tài)電池技術仍處在成熟技術到產業(yè)化過渡階段,還需物料價格下降、工藝改進以及更加穩(wěn)定的供應鏈體系。據業(yè)內專業(yè)人士樂觀預計,固態(tài)電池或將在2025年逐步實現商業(yè)化。
從產業(yè)鏈角度,固態(tài)電池與液態(tài)電池產業(yè)鏈上下游大致相同,區(qū)別主要在電解質和負極材料方面。此外,采用固態(tài)電解質以后,隔膜也將完全被替換。
固態(tài)電池技術進步會是一個循序漸進的過程,目前看,三元鋰電池仍將是主流動力電池技術路線。但需要注意,按照“液態(tài)——半固態(tài)——準固態(tài)——全固態(tài)”的技術演化路徑,液態(tài)電解質含量逐步下降,全固態(tài)電池將是最終形態(tài)。
因此,與其關注未來必將被替代的電解液與隔膜,不如將重點放到正極材料、前驅體等完全不受沖擊的領域。此外,由于固態(tài)電池負極材料也將使用金屬鋰,贛鋒鋰業(yè)(002460)、天齊鋰業(yè)(002466)兩大鋰礦巨頭也值得重點跟蹤。
可以預見的是,裝載固態(tài)電池的新能源汽車將告別里程焦慮,擺脫安全性困擾,進而加快實現對傳統(tǒng)燃油車的最終替代。