中國電動汽車百人會相關負責人2月25日在北京表示,在新能源汽車領域,預計到2027年全固態電池開始裝車,預計到2030年可以實現量產化應用。
此前中信建投表示,預計至2025年,全球各類固態電池市場空間或達到幾十至上百吉瓦時、千億元規模。
中信證券研報稱,基于固態電池2027年量產的預期,判斷2024年起,固態電池相關材料的生產商,將依托于各電池廠商中試產線開始批量供貨并兌現業績。
固態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,液態電池兩端為電池的正負兩極,中間為液態電解質,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,液態鋰電池單體能量密度提升至250Wh/kg以上。但這據《汽車產業中長期發展規劃》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。
固態電池則將液態電解質替換為固態電解質,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,成本問題是固態電池技術商業化的最大挑戰。從本質上講,續航里程與使用成本(整車與更換電池成本)目前仍是電動車的薄弱環節,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電池總成本為158.8$/kWh,要比液態電池總成本(118.7$/kWh)高出34%。
好的一點是,理論上采用SLMB(鋰負極)技術路線的固態電池總成本將降至102$/kWh,相比石墨負極液態鋰電池技術下降14%。與此同時,電池能量密度將由241Wh/kg大幅提高至383Wh/kg,也就同時滿足了續航增加與成本降低兩個標準。
整體看,固態電池技術仍處在成熟技術到產業化過渡階段,還需物料價格下降、工藝改進以及更加穩定的供應鏈體系。據業內專業人士樂觀預計,固態電池或將在2025年逐步實現商業化。
從產業鏈角度,固態電池與液態電池產業鏈上下游大致相同,區別主要在電解質和負極材料方面。此外,采用固態電解質以后,隔膜也將完全被替換。
固態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——半固態——準固態——全固態”的技術演化路徑,液態電解質含量逐步下降,全固態電池將是最終形態。
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,由于固態電池負極材料也將使用金屬鋰,贛鋒鋰業、天齊鋰業兩大鋰礦巨頭也值得重點跟蹤。
可以預見的是,裝載固態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燃油車的最終替代。