固態電池的“熱風”吹遍了整個汽車行業。近期,全固態電池產業化提速的消息紛至沓來。
5月24日,上汽集團正式宣布,將于2026年量產全固態電池,2027年實現裝車量產交付。4月12日,廣汽集團發布全固態電池走過試驗階段、將于2026年量產裝車的消息。國外方面,日本豐田、日產、本田分別計劃于2027年、2028年和2030年開始向市場投放搭載全固態電池的電動汽車,供應商企業韓國三星SDI、SK On、LG新能源也紛紛發布全固態電池的商業化計劃。
據國盛證券預測,2025年全球固態電池需求量為17.3吉瓦時,到2030年,全球固態電池需求量有望超200吉瓦時,2025年至2030年的年復合增長率達65.8%。
上汽清陶總經理李崢表示,全固態電池領域已形成一個新的競爭局面,“誰能夠真正率先量產,誰就會占據新的主導權。”
全固態電池之所以被寄予厚望,主要是因為其具有性能優勢,理論上能徹底解決電動汽車目前在安全性、續航里程、電池成本等三方面的痛點。
首先是安全性。現階段,電動汽車主要使用液態鋰電池。北方工業大學汽車產業創新研究中心張翔告訴記者,液態鋰電池使用的電解液是可燃的,在發生短路或受到穿刺等情況時,電池有起火的風險。而固態電池采用固態電解質來傳導鋰離子,不含易燃易爆的成分,從根源上消除了安全隱患。
其次是能量密度,電池的能量密度直接影響電動汽車的續航里程。李崢解釋道:“由于固態電池更加穩定安全,使用的溫度區間大幅拓寬,在電池材料體系穩定可靠的前提下,可以使用更高容量的正負極材料,在更輕更小的電池系統中儲存更多的電量。”
早在2020年10月,由工信部、中國汽車工程學會牽頭編寫的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中提到,到2030年和2035年,高端能量型動力蓄電池質量能量密度分別要達到每千克400瓦時和每千克500瓦時。由于現有液態鋰電池的能量密度難以突破每千克300瓦時,因此發展固態電池成為提升電池能量密度的重要方向。
此外,固態電池也有望大幅降低電池成本。目前在一輛電動汽車中,電池系統的成本約占40%,而正極材料則占到整塊電池成本的40%。“考慮到與電解液的匹配性,正極材料通常是磷酸鐵鋰和三元鋰兩個選擇。”李崢表示,固態電池可以拓寬正極材料的選擇,這提供了清晰的降本邏輯,“全固態電池的成本有望實現40%的降幅。”
其實,半固態電池當前已逐步實現裝車,如智己、蔚來的相關車型,但從各企業發布的計劃來看,距離全固態電池量產至少還有兩三年時間,瓶頸在哪兒?張翔指出,目前固態電池的工藝還不成熟,廢品率相對較高。半固態電池作為過渡性產品,可以沿用一些傳統鋰電池的工藝和技術。
“全固態電池的實驗室樣品已經具備很好的性能。”李崢表示,但從實驗室階段到量產還需要攻克一些難點,例如工藝和裝備需要革新,以及制造能力穩定性需要提升,“任何制造缺陷都會直接反映到最后電池的性能上,這個要求比以前高很多”。
據了解,上汽針對固態電池規劃了“三步走”戰略,第一代即今年搭載在智己L6上的固態電池,其液含量降低到10%(傳統液態鋰電池液含量約20%);第二代將液含量降低到5%,預計2025年裝車量產;第三代將液含量降為0,即全固態電池。據悉,上汽首條全固態電池量產線將于2024年三季度開工,預計2025年下半年完工并投產。