據英國金融時報報道,日本TDK近日宣布其在小型全固態(tài)電池所用材料方面取得突破,成功研發(fā)出一種全新的全固態(tài)電池材料。
該新材料的能量密度達到1000Wh/L,是TDK目前量產電池的約100倍。
報道還稱,此次開發(fā)的電池將由全陶瓷材料制成,具有氧化物基固態(tài)電解質和鋰合金負極,該集團計劃從明年開始向客戶提供新電池原型的樣品,并在之后投入大規(guī)模生產。
01日本新能源產業(yè)的希望?
全固態(tài)電池作為下一代電池技術的代表,其核心優(yōu)勢在于將傳統(tǒng)液態(tài)電解質替換為固態(tài),在安全、能量密度和續(xù)航能力上的巨大優(yōu)勢。
當前,汽車行業(yè)和動力電池行業(yè)對固態(tài)電池技術寄予厚望,豐田、日產、松下都宣布已在固態(tài)電池的研發(fā)上取得不同程度的進展。
2023年6月,豐田公司宣稱,已經開發(fā)出“全固體電池”,充電10分鐘,續(xù)航就能達到1200公里。
2023年10月,豐田宣布出光興產合作,為量產固態(tài)電池做準備,預計2027年至2028年實現商用化。
今年3月,日本電池大廠Maxell宣布將量產用于產業(yè)機械等用途的大容量全固態(tài)電池。
今年4月,日產汽車表示將橫濱發(fā)動機工廠內設立一條全固態(tài)電池試生產線,計劃于2025年3月啟動,2028年底前實現大規(guī)模量產。
松下控股也宣布,將在2025-2029年量產一種小型全固態(tài)電池,預計充電3分鐘左右可達到電池容量的80%。
日本車企和電池企業(yè)紛紛將全固態(tài)電池看作扭轉在其電動化領域的落后局面的“王牌”。
市場調查機構富士經濟估計,到2040年全固態(tài)電池市場將增長到38605億日元。
不過值得注意的是,結合多家企業(yè)給出的全固態(tài)電池產品的信息可以看出,日本企業(yè)正嘗試跳過液態(tài)鋰電池和半固態(tài)電池的自主研發(fā),直接步入全固態(tài)電池階段。
雖然動作頻頻,但顯然全固態(tài)電池的規(guī)?;慨a對于基礎科技和產業(yè)鏈完整度是極大的考驗,且多數日本企業(yè)并未公布全固態(tài)電池的能量密度、生產成本、使用壽命等具體信息,因此上述量產規(guī)劃能否準時兌現尚且存疑。
02固態(tài)電池開啟量產競賽
即便面對諸多挑戰(zhàn),全固態(tài)電池仍舊具有不可爭辯的優(yōu)勢。
近年來,我國已將固態(tài)電池列入行業(yè)重點發(fā)展對象并提出加快研發(fā)和產業(yè)化進程,頭部電池企業(yè)寧德時代與比亞迪近期更是接連公布了量產計劃。
寧德時代方面,以1—9評分體系計算,寧德時代固態(tài)電池的的技術成熟度大概在4分的水平,目標是到2027年實現全固態(tài)電池小批量生產。
比亞迪方面,弗迪電池可能選用了高鎳三元(單晶)+硅基負極(低膨脹)+硫化物電解質(復合鹵化物)的技術路線,質量比能量密度400Wh/Kg,或計劃在2027年實現小批量量產。
此外,太藍新能源也宣布成功制備出首塊車規(guī)級720Wh/kg全固態(tài)鋰金屬電池;廣汽成功構建了全固態(tài)電池的完整制造工藝流程,計劃2026年應用于昊鉑車型;上汽也透露,全固態(tài)電池基于聚合物-無機物復合電解質技術路線,將于2026年實現量產。
不過全固態(tài)電池本身也并不是無懈可擊。
從技術角度來說,全固態(tài)電池仍有固態(tài)電解質空氣穩(wěn)定性差、固態(tài)電池固-固界面不穩(wěn)定等痛點需要解決。
從產業(yè)鏈角度來說,全固態(tài)電池所需的全新的工藝和裝備成本高昂,且對產業(yè)鏈具有顛覆性影響。
諸多因素影響下,目前全固態(tài)電池仍未能從實驗室走向量產,半固態(tài)電池量也僅限于小批量示范運營,未來誰能掌握固態(tài)電池市場的話語權,還未可知。