本报(chinatimes.net.cn)记者刘凯 北京报道
近年来,随着新能源汽车市场的快速发展,动力电池技术成为行业竞争的核心焦点。其中,固态电池凭借其在能量密度、安全性和循环寿命等方面的显著优势,被视为下一代动力电池技术的革命性突破。
在第二届中国全固态电池创新发展高峰论坛上,深圳市比亚迪锂电池有限公司CTO孙华军透露称,2024年,比亚迪已经下线60Ah全固态电池;将在2027年左右启动全固态电池批量示范装车应用,2030年后实现大规模上车。
此外,全球各大车企、电池制造商以及材料供应商也在加码布局,试图在这一领域抢占先机。然而,在业内看来,尽管固态电池的前景被广泛看好,其产业化仍面临技术瓶颈和成本高企的双重挑战。
固态电池“猛料”不断
事实上,除了比亚迪,全球有不少企业都公布了固态电池的量产时间表,大多数集中在2026年—2030年这一时间段内。例如,广汽集团宣布,已初步打通全固态电池的全流程制造工艺,并计划在2026年将其搭载于昊铂车型。此外,宁德时代、华为等科技巨头也在固态电池领域加大研发投入。华为的固态电池专利已通过初步审查,显示出其在电池技术领域的雄心。
国际市场上,丰田、日产、三星等企业同样不甘落后。三星在2024年SNE Battery Day上透露,其电动车用固态电池已交付汽车原厂进行测试,满电续航里程超过600英里(约966公里),充电时间仅需9分钟即可充至80%,电池寿命可达20年。三星计划于2027年开始大规模生产固态电池。
丰田则在日本政府的支持下,加速推进固态电池的研发。日本政府向丰田提供了1200亿日元的资金支持,以推动电动汽车电池产业的发展。丰田计划在2027年至2028年间实现固态电池的大规模量产。日产也宣布将在2025年3月开始试生产固态电池,并计划在2028年实现每月100兆瓦时的产能。
汽车分析师王坤对《华夏时报》记者表示:“固态电池的商业化进程正在加速,但各企业的技术路线和量产时间表存在差异。国内企业更注重快速落地,而日韩企业则在核心材料和工艺上更具优势。未来几年,全球固态电池市场将进入激烈竞争阶段。”
在企业加紧研发的同时,资本和政策也为其发展注入了强大动力。据统计,2024年中国固态电池企业的融资额同比增长超过50%,多数企业处于B轮前的融资阶段,资本持续涌入研发与中试环节,为技术的突破和产业化的推进提供了坚实的资金保障。
同时,政策的支持也为固态电池的发展营造了良好的环境。欧盟的《电池2030+》计划与日本的电动化政策都在推动全球固态电池技术的协作与发展。例如,日本政府通过资金支持和政策引导,鼓励企业加大固态电池的研发投入,以巩固其在全球电池技术领域的领先地位。
在国内,政府也将固态电池列为重点支持的技术方向。多项政策文件明确提出,要加快固态电池的研发和产业化进程,推动新能源汽车产业的可持续发展。这种政策红利为国内企业提供了重要的发展机遇。
技术瓶颈与成本挑战仍是产业化“拦路虎”
尽管固态电池的前景被广泛看好,但其产业化仍面临诸多挑战。首先,技术层面的问题不容忽视。固态电池中,电极与电解质之间的界面接触阻抗较高,导致锂离子传输效率低,影响充放电性能。此外,固态电解质的离子电导率普遍低于液态电解质,限制了电池的高功率性能。
中国科学院院士欧阳明高指出:“固态电池的技术路线图分为三个阶段。基于硫化物电解质的第一代全固态电池预计将在2025年至2027年实现量产,能量密度达到400瓦时/公斤;第二代产品将在2027年至2030年间量产,能量密度提升至500瓦时/公斤;第三代产品则计划于2030年至2035年推出,目标能量密度突破600瓦时/公斤。”
然而,从实验室到大规模量产,固态电池仍需要克服诸多技术难题。例如,固态电池中金属锂负极和固态电解质相互接触后,容易发生化学副反应,导致界面稳定性降低,进一步增大界面阻抗。此外,固态电池的制造工艺复杂,涉及高温烧结、界面优化等步骤,对设备和工艺控制提出了更高要求。
成本问题也是制约固态电池大规模应用的重要因素。部分固态电池电解质使用了硫化锂、氯化锂等高纯度化合物,或锆、锗等稀有金属,原材料成本高昂。同时,固态电池的生产规模较小,尚未形成规模效应,关键材料供应链也不完善,导致其单位成本居高不下。
王坤指出:“固态电池的产业化需要解决技术和成本的双重挑战。短期内,全固态电池可能主要应用于高端车型,而半固态电池或将成为过渡方案。随着技术进步和产业链的完善,固态电池的成本有望逐步下降,但其大规模普及仍需时间。”
尽管固态电池在技术和成本方面仍面临挑战,但随着研发投入的加大和产业链的逐步完善,其商业化应用前景愈发清晰。未来,固态电池有望在电动汽车、储能等领域发挥重要作用,推动全球能源转型和可持续发展。
王坤认为:“固态电池的产业化是一个渐进的过程。未来几年,半固态电池可能会率先实现商业化应用,而全固态电池的大规模普及则需要更长的时间。但随着技术的不断突破,固态电池有望成为新能源汽车行业的重要驱动力。”
责任编辑:李延安 主编:于建平