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全球車企提速固態電池商業化

瀏覽次數:478 發布日期:2020-03-02

當前,全球新能源汽車產業的發展奔涌如潮,各家車企都爭相在這一新的賽道搶占先機。由于傳統的動力鋰電池在能量密度、安全性方面的局限,性能更為強大的固態電池成為未來頗被看好的研發方向。

進入2020年,固態電池的研發進程似乎正在加速。近日,豐田與松下合作成立了一家合資公司,新公司將從今年4月開始運營,開發生產固態電池。其實,豐田早在2008年就已經開始了研發固態電池技術之路。2014年豐田就透露2025年左右要實現固態電池汽車量產。豐田執行副總裁兼首席技術官寺島茂樹在今年東京車展前夕透露,豐田將在2020年東京奧運會期間推出一款搭載固態電池技術的新能源車。

在固態電池的研發上,以豐田為代表的日本企業最為積極。事實上,日本從2018年開始舉全國之力研究車載全固態電池,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)啟動的開發全固態電池的項目,2018-2022年將投入100億日元,吸引豐田、日產、本田技術研究所等汽車廠商以及松下、杰士湯淺等電池企業共同研發。該項目致力于固態小型電池領域實現商用化,而其中豐田在固態電池領域擁有大量專利,占據全球固態電池專利數量13%,是全球擁有專利數量最大的企業。

除了豐田外,前不久戴姆勒與加拿大魁北克水電公司宣布建立合作關系,共同開發固態電池技術。雙方合作目的是測試新材料,加速固態電池量產應用。戴姆勒方面表示,電池是電動汽車的關鍵零部件,固態電池將是下一個關鍵技術。一旦該固態電池達到量產狀態,將在戴姆勒旗下電動汽車上使用。據戴姆勒方面透露,2020年有可能看到乘用車固態電池原型產品。

在國際上,全球知名車企包括雷諾、寶馬、大眾、現代等也都已經大量投資固態電池。雷諾汽車表示,到2025年旗下電動汽車可能會使用鈷含量為零的固態電池;大眾也在2019年宣布將于2025年前生產固態電池;而寶馬積極和Solid Power在固態電池方面深度合作,有望于2026年實現固態電池突破性進展并隨后量產;現代汽車則選擇投資初創固態電池材料企業Ionic Materials來布局,預計2025年可實現固態電池量產。

近年來,包括中國、美國、歐洲等在內的全球市場已經發生了眾多新能源汽車自燃起火事故,涉及特斯拉、蔚來、比亞迪等知名電動汽車品牌。由于傳統鋰離子電池采用的是有機液體電解液,在過度充電、內部短路等異常的情況下,電池容易發熱,造成電解液氣脹、自燃甚至爆炸,存在嚴重的安全隱患。而全固態鋰離子電池采用固態電解質替代傳統有機液態電解液,有望從根本上解決電池安全性問題,是電動汽車和規?;?span class="hrefStyle" style="padding: 0px; margin: 0px;">儲能理想的化學電源。

按照《中國制造2025》確定的技術目標,2020 年鋰電池能量密度到 300 Wh/kg,2025 年能量密度達到 400 Wh/kg,2030 年能量密度達到 500 Wh/kg。基于現有體系鋰電池的能量密度雖然可以達到300Wh/Kg,但是很難繼續提升。中國科學院院士歐陽明高曾表示,基于各國動力電池技術路線的比較,短期來看是液態電解液的鋰離子電池,發展高鎳三元正極和硅炭負極,中長期將從液態電解質電池逐步過渡到全固態電池。

值得注意的是,在固態電池的應用推進上,國內車企也表現出極大的興趣,其中造車新勢力可堪稱先鋒。

其中,蔚來汽車與輝能科技于2019年8月達成戰略合作,雙方將共同打造采用輝能MAB固態電池包的樣車。未來隨著樣車下線,雙方將就固態電池包的生產合作展開更為深入討論。同年9月,愛馳汽車與輝能科技達成合作協議,雙方將共同開展固態電池作為車載動力電池相關技術的開發與應用。同年10月,哪吒汽車正式與清陶能源達成全面深度合作,共同推進固態電池的研發與應用,并加快在新能源汽車上的商業化落地。

此外,天際汽車于2019年年初展出了國內首輛配裝固態電池的電動汽車ME7樣車。天際汽車董事長兼CEO張海亮表示,天際固態電池將于2021年批量生產并裝車上市,電芯能量密度可以超過300Wh/kg。

事實上,在中國全力研發固態電池已經上升到國家戰略層面。2019年12月,國家工信部發布《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》(征求意見稿),在“實施電池技術突破行動”中,加快固態動力電池技術研發及產業化被列為“新能源汽車核心技術攻關工程”。

不過,固體電池的風口雖將要到來,但是業內預計,固態電池技術真正成熟可能需要等到2025年前后,真正具備量產能力可能需要等到2030年前后。而到了2030年,全球固態電池需求有望接近500GWh。

標簽:  固態電池
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