固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化全面提速
編輯:轉自:中國汽車(chē)報
發(fā)布時(shí)間:2024-09-20
近日,在2024世界動(dòng)力電池大會(huì )上,多家企業(yè)紛紛攜固態(tài)電池產(chǎn)品亮相。在同期舉行的宜賓市固態(tài)電池創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)園啟動(dòng)儀式暨歐陽(yáng)明高院士工作站成果發(fā)布會(huì )上,四川新能源汽車(chē)創(chuàng )新中心有限公司總經(jīng)理助理、固態(tài)電池與新材料中心主任朱高龍表示,歐陽(yáng)明高院士工作站預計2027年全固態(tài)電池產(chǎn)品下線(xiàn),2030年固態(tài)電池全面放量投產(chǎn),產(chǎn)值將超1000億元。
這是我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化全面提速的一個(gè)縮影。今年以來(lái),新能源汽車(chē)行業(yè)不斷傳來(lái)(半)固態(tài)電池的消息,眾多企業(yè)宣布了相關(guān)技術(shù)、合作和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展。隨著(zhù)技術(shù)不斷成熟和成本逐步降低,固態(tài)電池有望投入應用環(huán)節,推動(dòng)新能源汽車(chē)行業(yè)進(jìn)入一個(gè)全新發(fā)展階段。
中信證券的研報稱(chēng),2024年以來(lái),我國出現半固態(tài)電池量產(chǎn)車(chē)型上市、半固態(tài)電池裝車(chē)滲透率達1%等邊際變化,產(chǎn)業(yè)化信號已至。消費者對于長(cháng)續駛里程車(chē)型形成10萬(wàn)~15萬(wàn)元的溢價(jià)預期,將有助于固態(tài)電池滲透。據測算,2030年,全球固態(tài)電池出貨量或將達到643GWh,2024~2030年復合年均增長(cháng)率將達133%。我國半固態(tài)及全固態(tài)電池發(fā)展具備技術(shù)路線(xiàn)低風(fēng)險、“小步快跑”節奏好、產(chǎn)業(yè)化條件充沛等優(yōu)勢,有望在新能源汽車(chē)推廣的“下半場(chǎng)”迎來(lái)新一波市場(chǎng)高潮。寧德時(shí)代在2023年4月發(fā)布凝聚態(tài)電池。據了解,這是一種介于液態(tài)和全固態(tài)之間的電池技術(shù),單體能量密度高達500Wh/kg,能夠實(shí)現高比能與高安全兼得,并可快速實(shí)現量產(chǎn)。今年4月,寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱在一次技術(shù)研討會(huì )上稱(chēng),如果用技術(shù)和制造成熟度作為評價(jià)體系(以1~9打分),寧德時(shí)代的全固態(tài)電池研發(fā)目前處于4分的水平,目標是到2027年達到7~8分的水平,屆時(shí)將可以小批量生產(chǎn)全固態(tài)電池。
目前,全固態(tài)電池的技術(shù)路線(xiàn)主要包括聚合物、氧化物、硫化物3大類(lèi)。其中,硫化物也是寧德時(shí)代目前投入研發(fā)較多的技術(shù)路線(xiàn)。億緯鋰能的半固態(tài)電池為固液混合半固態(tài)體系,目前已完成部分產(chǎn)品開(kāi)發(fā)?;?0Ah軟包電池的半固態(tài)電池,可實(shí)現330Wh/Kg的能量密度,循環(huán)壽命超過(guò)2000次。億緯鋰能的全固態(tài)電池研發(fā),采用硫化物和鹵化物復合固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線(xiàn),計劃實(shí)施兩步走戰略:預計在2026年實(shí)現生產(chǎn)工藝的突破,推出高功率、高環(huán)境耐受性及絕對安全的全固態(tài)電池,主要用于混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域;2028年,進(jìn)一步推出具有400Wh/kg高比能量的全固態(tài)電池。8月26日,欣旺達在投資者互動(dòng)平臺表示,公司第1代半固態(tài)電池已完成開(kāi)發(fā),第2代半固態(tài)電池電芯樣品開(kāi)始中試試驗,第3代聚合物復合全固態(tài)電池通過(guò)實(shí)驗室驗證,預計2025年完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。此外,欣旺達還在研發(fā)使用鋰金屬負極的第4代全固態(tài)電池,目標是將能量密度提升至700Wh/kg。另?yè)@悉,欣旺達第2代全固態(tài)實(shí)驗室樣品已達到500Wh/kg的能量密度目標。今年7月,欣旺達與松山湖材料實(shí)驗室簽訂合作協(xié)議,共同建設固態(tài)電池公共研發(fā)平臺。根據計劃,欣旺達要在2026年具備全固態(tài)電池的量產(chǎn)能力,屆時(shí)產(chǎn)線(xiàn)設計建設將同步加速推進(jìn),預計產(chǎn)能將達到1GWh,電芯容量可提升至60Ah,成本控制在2元/Wh以下。有媒體報道稱(chēng),比亞迪旗下弗迪電池或選用高鎳三元(單晶)+硅基負極(低膨脹)+硫化物電解質(zhì)(復合鹵化物)的固態(tài)電池技術(shù)路線(xiàn)。電池電芯容量可達60Ah以上,質(zhì)量比能量密度400Wh/kg,體積比能量密度800Wh/L。弗迪電池有可能在2027年實(shí)現固態(tài)電池的小批量生產(chǎn),并將首先配裝比亞迪高端車(chē)型。
今年5月,國軒高科發(fā)布全固態(tài)“金石”電池。國軒高科方面表示,公司通過(guò)微納化固體電解質(zhì)、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔硅負極,實(shí)現全固態(tài)電池材料端的技術(shù)突破。目前,其30Ah全固態(tài)電芯可實(shí)現350Wh/kg的質(zhì)量能量密度,800Wh/L的體積能量密度,性能比主流的三元鋰電池高40%,電芯體系循環(huán)次數可達3000次以上。基于金石電池設計的PACK,擁有80%的質(zhì)量成組率,280Wh/kg的系統能量密度,單次充電可續駛1000公里。
據悉,國軒高科全固態(tài)電池研發(fā)選擇的是硫化物電解質(zhì)路線(xiàn),計劃于2027年進(jìn)行小批量上車(chē)試驗,待產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步完善后,預計在2030年量產(chǎn)。2022年,孚能科技第1代軟包半固態(tài)電池裝車(chē);第2代半固態(tài)電池已處于送樣階段,預計2025年投產(chǎn)。目前,孚能科技的半固態(tài)電池實(shí)現了超過(guò)5000次的循環(huán)壽命,總行駛里程超過(guò)160萬(wàn)公里。去年,孚能科技第1代半固態(tài)電池成功配裝嵐圖追光。該公司計劃加深與東風(fēng)汽車(chē)等客戶(hù)的合作,并擴大產(chǎn)品的應用范圍。此外,孚能科技還在今年3月與一汽解放簽署合作框架協(xié)議,其半固態(tài)電池將首次應用于一汽解放商用車(chē)上。贛鋒鋰業(yè)表示,旗下子公司贛鋒鋰電生產(chǎn)的半固態(tài)電池已于2022年配裝東風(fēng)E70,在多地投入示范運營(yíng)。2023年5月,贛鋒鋰業(yè)披露,公司第一代(半)固態(tài)電池已開(kāi)始量產(chǎn),第二代(半)固態(tài)電池安全性能完全達到車(chē)規級要求,研發(fā)樣品電池的循環(huán)性能達到車(chē)企要求。
據悉,贛鋒鋰電固態(tài)電池研發(fā)主攻氧化物、硫化物技術(shù)路線(xiàn),并已實(shí)現千噸級的氧化物固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)能力,被部分日韓電池廠(chǎng)商購入。8月28日,中創(chuàng )新航推出“無(wú)界”全固態(tài)電池,其能量密度達430Wh/kg,容量超過(guò)50Ah,同時(shí)在電池運行壓力、壽命、功率方面均取得重要突破?!盁o(wú)界”全固態(tài)電池計劃于2027年小批量裝車(chē),2028年量產(chǎn)。中創(chuàng )新航全固態(tài)電池研發(fā)采用多種材料復合的電解質(zhì)技術(shù)路線(xiàn)。根據中創(chuàng )新航的規劃,能量密度在400Wh/kg以上的動(dòng)力電池將采用全固態(tài)技術(shù),而低于此數值的仍將采用傳統的液態(tài)電池或固液混合電池技術(shù)。7月4日,蜂巢能源發(fā)布能量密度266Wh/kg的三元半固態(tài)電池產(chǎn)品。這款電池容量為150Ah,能量密度為266Wh/kg,具備2.2C快速充電能力和1800次的循環(huán)壽命。與液態(tài)高鎳電池相比,其在熱失控情況下的耐熱時(shí)間增加1倍,失控后的最高溫度降低200℃。在固態(tài)電池領(lǐng)域,蜂巢能源開(kāi)發(fā)了多元素摻雜材料包覆改性、干法自支撐膜電極等技術(shù),成功試制全固態(tài)電芯,2022年推出國內首款20Ah級硫系全固態(tài)原型電芯。8月28日,鵬輝能源發(fā)布第1代固態(tài)電池,技術(shù)路線(xiàn)為氧化物復合電解質(zhì)。鵬輝能源介紹稱(chēng),公司自研的高離子電導率、高穩定性、低成本氧化物復合固態(tài)電解質(zhì),實(shí)現了固態(tài)電池在工藝和材料的雙向突破,解決了氧化物固態(tài)電解質(zhì)的工藝技術(shù)難題。鵬輝能源第1代固態(tài)電池能量密度為280Wh/kg,2025年能量密度將達300Wh/kg以上。公司預計2025年啟動(dòng)產(chǎn)品中試研發(fā)并小規模生產(chǎn),2026年正式建立產(chǎn)線(xiàn)并批量生產(chǎn)。近年來(lái),清陶能源與上汽、北汽、廣汽等多家主流車(chē)企建立合作關(guān)系。其中,清陶能源與上汽的合作格外深入,上汽陸續通過(guò)基金方式參與投資,并成為第一大投資人。2023年8月,清陶能源與上汽集團成立合資公司。清陶能源采用分階段策略推進(jìn)固態(tài)電池技術(shù),第1代產(chǎn)品采用氧化物加聚合物,第2代產(chǎn)品則整合了氧化物、鹵化物和聚合物。為了達成2025年生產(chǎn)線(xiàn)貫通、2026年電池量產(chǎn)、2027年裝車(chē)量產(chǎn)上市的目標,上汽集團與清陶能源共同組成全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新聯(lián)合體,協(xié)同攻關(guān)。近日,一汽集團研發(fā)總院電池開(kāi)發(fā)部部長(cháng)孫煥麗表示,團隊已完成20Ah級核心材料電芯開(kāi)發(fā),目標是2027年實(shí)現固態(tài)電池小批量示范運行。目前,其固態(tài)電池硫化物電解質(zhì)電導率達到10mS/cm,電芯能量密度為375Wh/kg,容量22Ah,同時(shí)擁有全固態(tài)電池研制和試驗評測平臺。
7月29日,上汽集團宣布,首條全固態(tài)電池生產(chǎn)線(xiàn)建成貫通倒計時(shí)500天正式啟動(dòng)。上汽全固態(tài)電池基于聚合物-無(wú)機物復合電解質(zhì)技術(shù)路線(xiàn)。上汽清陶首條全固態(tài)電池產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)立項,計劃2025年底完工,1期產(chǎn)能規劃0.5GWh,第1階段產(chǎn)品能量密度可達400Wh/kg以上,第2階段將突破500Wh/kg。
據悉,上汽集團將通過(guò)三步走的戰略來(lái)發(fā)展固態(tài)電池:第1階段,產(chǎn)品液含量10%,為目前已應用于智己L6的光年電池(半固態(tài)),能量密度超過(guò)300Wh/kg,續駛里程超過(guò)1000公里;第2階段,產(chǎn)品液含量5%,預計明年開(kāi)始規模搭載,涉及智己及其他上汽純電/混動(dòng)車(chē)型;第3階段,產(chǎn)品液含量降低到0,即全固態(tài)電池,能量密度超過(guò)400Wh/kg,計劃2026年量產(chǎn)。資料顯示,長(cháng)安汽車(chē)深耕半固態(tài)、固態(tài)電池的全新電解質(zhì)材料開(kāi)發(fā)、關(guān)鍵工藝開(kāi)發(fā),基于整車(chē)需求,正向開(kāi)發(fā)領(lǐng)先的固態(tài)電池,從2025年將開(kāi)始逐步量產(chǎn)應用,重量能量密度達到350~500Wh/kg、體積能量密度達到750~1000Wh/L,2030年實(shí)現全面普及應用。
自2020年起,長(cháng)安深藍一直在積極推進(jìn)半固態(tài)電池的研發(fā)。目前,該項目已進(jìn)入工程化研發(fā)階段,新產(chǎn)品預計2025年應用于整車(chē)。今年3月,深藍汽車(chē)首席執行官鄧承浩表示,通過(guò)與固態(tài)電池頭部企業(yè)聯(lián)合研發(fā),深藍汽車(chē)成功研發(fā)出全球首款無(wú)隔膜固態(tài)電池技術(shù)。在2024世界動(dòng)力電池大會(huì )上,東風(fēng)汽車(chē)展示了新一代固態(tài)電池。該固態(tài)電池系統搭載高比能固態(tài)電芯,系統能量密度高達285Wh/kg,采用CTP構型,提升了電池包空間利用率并降低了綜合材料成本。據介紹,東風(fēng)汽車(chē)已相繼掌握電解質(zhì)、隔膜、原位固化等核心技術(shù),形成240Wh/kg、350Wh/kg固態(tài)電池產(chǎn)品,具備高能量密度的同時(shí)兼具極高的安全特性,并于2022年1月完成50輛(半)固態(tài)電池汽車(chē)全球首發(fā),當前已在6省10地運營(yíng)里程超過(guò)150萬(wàn)公里。今年4月,廣汽集團表示,目前公司初步打通了全固態(tài)電池全流程制造工藝,已取得車(chē)規級高安全大容量全固態(tài)動(dòng)力電池量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)突破,預計于2026年裝車(chē)搭載于昊鉑車(chē)型。廣汽全固態(tài)動(dòng)力電池采用了高面容量固態(tài)正極技術(shù)與第3代海綿硅負極片技術(shù)(新型納米硅復合負極),全固態(tài)正極可達到5mAh/cm2以上的高面容量,進(jìn)而實(shí)現400Wh/kg以上的能量密度。相較于目前最先進(jìn)的液態(tài)鋰離子電池,其體積能量密度和質(zhì)量能量密度提升50%以上,使整車(chē)續駛里程可超過(guò)1000公里。今年6月,北汽藍谷在投資者互動(dòng)平臺上表示,公司重視新技術(shù)的應用,始終跟蹤固態(tài)電池前沿動(dòng)態(tài),持續與科研院所、相關(guān)企業(yè)保持溝通交流,開(kāi)展固態(tài)電池搭載驗證試驗,積極推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應用。
吉利汽車(chē)首席執行官淦家閱在近日舉行的公司年中經(jīng)營(yíng)大會(huì )上表示,吉利自研的全固態(tài)電池已達到400Wh/kg的能量密度,電芯制備已完成20Ah。
衛藍新能源是中科院物理所清潔能源實(shí)驗室固態(tài)電池技術(shù)的惟一產(chǎn)業(yè)化平臺,擁有江蘇溧陽(yáng)、浙江湖州、北京房山和山東淄博4大生產(chǎn)基地,其中湖州基地已于2022年全面投產(chǎn)并成功交付產(chǎn)品,溧陽(yáng)基地也已投產(chǎn)。衛藍新能源重點(diǎn)開(kāi)發(fā)混合固液和全固態(tài)電池,提出了原位固態(tài)化的解決方案,通過(guò)注液保持良好的電解質(zhì)與電極材料的物理接觸,再通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)反應將液體電解質(zhì)部分或全部轉換為固體電解質(zhì),解決高電壓、安全性、鋰枝晶、體積膨脹等問(wèn)題。
2023年6月,衛藍新能源向蔚來(lái)汽車(chē)正式交付半固態(tài)電池。此外,吉利汽車(chē)和小米集團等投資了衛藍新能源。今年4月,領(lǐng)新新能源宣布,其固態(tài)聚合物電池生產(chǎn)線(xiàn)已實(shí)現量產(chǎn),1期產(chǎn)能為0.5GWh。領(lǐng)新新能源首席運營(yíng)官李魁宏表示,公司采用的原位固化技術(shù)在業(yè)界首次被量產(chǎn)應用,是目前惟一一家實(shí)現固態(tài)聚合物電池量產(chǎn)的企業(yè)。
據悉,高能時(shí)代是一家研發(fā)制造全固態(tài)鋰電池的創(chuàng )新型高科技企業(yè)。高能時(shí)代全固態(tài)鋰電池采取硫化物技術(shù)路線(xiàn),目前已完成20Ah級全固態(tài)電芯A樣開(kāi)發(fā)。
南都電源自2017年開(kāi)展固態(tài)電池的研制工作,目前產(chǎn)品已通過(guò)熱箱、短路等安全項測試,各項指標順利完成,將于今年四季度完成項目驗收。公司曾在答投資者提問(wèn)中披露離子電導率達10<sup>-3</sup>S/cm,環(huán)境穩定性好,固態(tài)電池的能量密度達350Wh/kg。
今年5月,東馳能源舉辦固態(tài)電池產(chǎn)品下線(xiàn)儀式。東馳能源專(zhuān)注于聚合物固態(tài)鋰電池的研發(fā)與生產(chǎn),2023年投資1.5億元建成0.5GWh固態(tài)電池中試線(xiàn),用于產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)和迭代升級。同時(shí),東馳能源與溫州冠盛汽車(chē)零部件集團股份有限公司成立浙江冠盛東馳合資公司,投資20億元啟動(dòng)建設年產(chǎn)4GWh半固態(tài)儲能電池生產(chǎn)基地。
近日,長(cháng)安汽車(chē)入股太藍新能源的消息見(jiàn)諸報端。據報道,太藍新能源重慶電池生產(chǎn)基地二期工廠(chǎng)施工完成,將于今年四季度投產(chǎn)。2024年4月,太藍新能源發(fā)布世界上首款單體容量達120Ah、實(shí)測能量密度高達720Wh/kg的超高能量密度全固態(tài)鋰金屬電池。近日,合源鋰創(chuàng )公布完成億元級Pre-A輪融資。2023年,合源鋰創(chuàng )推出具有高安全、高能量密度特征的第1代350Wh/kg固態(tài)電池產(chǎn)品,并通過(guò)國標檢測和電池針刺試驗。在此基礎上,合源鋰創(chuàng )進(jìn)一步發(fā)力,推進(jìn)能量密度600Wh/Kg的固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)程。
8月23日,恩力動(dòng)力宣布,與美國一家知名商用車(chē)制造企業(yè)簽署定點(diǎn)信,計劃于2025年年底開(kāi)始供應固態(tài)電池,助力其在商業(yè)運輸領(lǐng)域加速電動(dòng)化進(jìn)程。據介紹,恩力動(dòng)力2019年建成第1條固態(tài)電池試驗線(xiàn)和材料線(xiàn),2021年成功研發(fā)出能量密度高達520Wh/kg的鋰金屬固態(tài)電池,2023年面向小動(dòng)力市場(chǎng),推出多款能量密度達到300~350Wh/kg的半固態(tài)電芯產(chǎn)品,并實(shí)現大規模量產(chǎn)。恩力動(dòng)力利用小動(dòng)力產(chǎn)品量產(chǎn)優(yōu)勢所開(kāi)發(fā)出的車(chē)規級半固態(tài)電池,已通過(guò)國際車(chē)企的測試、驗證。吉利子公司耀寧新能源在南潯建立的固態(tài)研究院,實(shí)現了從固態(tài)電解質(zhì)燒結到全固態(tài)電池小試的完整研發(fā)流程,專(zhuān)注于氧化物和硫化物兩大主流技術(shù)路線(xiàn)的深入研究。2023年,耀寧新能源發(fā)布S+研發(fā)戰略,聚焦于固態(tài)電解質(zhì)制備、原位凝膠技術(shù)以及固態(tài)電解質(zhì)材料創(chuàng )新3大核心領(lǐng)域,致力于構建完善的固態(tài)電池技術(shù)體系。
屹鋰科技正全力加速推動(dòng)全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,其硫化物固態(tài)電解質(zhì)已為寧德時(shí)代、中創(chuàng )新航、歐陽(yáng)明高院士工作站、上海泰坦及頭部整車(chē)廠(chǎng)等多家重要客戶(hù)供貨。未來(lái)5年內,公司規劃建設全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)基地,預計總投資67億元,建成達產(chǎn)時(shí)可實(shí)現產(chǎn)能26GWh;計劃于2026年實(shí)現全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)裝車(chē),并于2027年在乘用車(chē)領(lǐng)域形成規?;瘧?。注:企業(yè)梳理或有疏漏,以自身實(shí)際發(fā)展情況為準,排列不分先后,信息來(lái)自公開(kāi)資料
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