固態(tài)電池可能比市場預期更快的速度商業(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導出席儀式。
據(jù)介紹，該項目將分兩期進行。其中一期總投資10億元，進行全固態(tài)硫化物電解質(zhì)材料大批量生產(chǎn)，預計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，中科固能的核心團隊由中國科學院物理研究所、長三角物理研究中心和天目湖先進儲能技術(shù)研究院聯(lián)合創(chuàng)辦的吳凡科學家工作室組成。
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踐經(jīng)驗和基礎數(shù)據(jù)，同時在設備設計、工藝路線等方面取得世界領先地位的核心關鍵知識產(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，被視為下一代動力電池，是各國角逐的戰(zhàn)略制高點。
當前，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、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)領域處于領先地位，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)有動力和儲能電池格局。
在全固態(tài)電池的實現(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率和良好的機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，是全世界唯一一個選擇氧化物與聚合物復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)進行研發(fā)布局，不過，要想真正實現(xiàn)大量生產(chǎn)與應用，硫化物全固態(tài)電池仍面臨著諸多關鍵基礎科學問題和應用化開發(fā)難題。
具體來看，日本是舉國發(fā)展機制，一直以內(nèi)閣組織的全國性先進電池項目為主導，目前共有3家汽車公司、5家電池公司、15家化學制品公司、6家研究所和9所大學投入研發(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月份宣布建設旗下第一個全固態(tài)電池實驗線“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)，來推動固態(tài)電池的研發(fā)。據(jù)完全統(tǒng)計數(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、東風發(fā)布的E70、嵐圖發(fā)布的追風等車型，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)實現(xiàn)了商業(yè)化，但由于能量密度提升不明顯、電導率不如液態(tài)鋰，以及氧化物電解質(zhì)材料價格也要高于液態(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，近期中國科學技術(shù)大學馬騁教授研發(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)電池領域的最新進展。不過，該技術(shù)目前還處于實驗室階段，最終能否大面積量產(chǎn)，仍存在很大變數(shù)?？偨Y(jié)當前，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，這導致當下小規(guī)模量產(chǎn)的固態(tài)電池，相較于液態(tài)電池的裝車性價比并不高。不過，在技術(shù)不斷進步以及政府引導、科研院所助力、資本跟進和企業(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。