固態(tài)電池作為新一代儲(chǔ)能技術(shù)，因其高能量密度、高安全性和長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)，正迅速嶄露頭角。

目前，儲(chǔ)能廠商在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)中急需尋找差異化突破點(diǎn)。在大容量和長(zhǎng)壽命成為行業(yè)標(biāo)配的背景下，固態(tài)電池正成為部分企業(yè)吸引終端市場(chǎng)和資本關(guān)注的重要亮點(diǎn)。

近期，一批儲(chǔ)能項(xiàng)目并網(wǎng)、開(kāi)工、落地，其中就有中國(guó)石油首座100千瓦/124千瓦時(shí)固態(tài)電池儲(chǔ)能電站并網(wǎng)。

據(jù)了解，該產(chǎn)品能量密度可達(dá)280瓦時(shí)/千克，儲(chǔ)能電芯通過(guò)穿刺、槍擊測(cè)試不爆炸不燃燒，可在零下40攝氏度極端環(huán)境下正常運(yùn)行。由1個(gè)電池艙和1個(gè)升壓一體艙構(gòu)成，設(shè)計(jì)循環(huán)使用次數(shù)6000以上，使用壽命可達(dá)10年以上。

華北油田王三站各類(lèi)用能設(shè)備共計(jì)11臺(tái)套，年耗電量約96萬(wàn)千瓦時(shí)。在電站投運(yùn)后，作為補(bǔ)充電源，單月預(yù)計(jì)可向站內(nèi)油井供電6000余千瓦時(shí)，采用綠電充放和油田電網(wǎng)峰谷套利兩種運(yùn)行模式。

不僅僅是這一個(gè)項(xiàng)目，今年以來(lái)還有不少儲(chǔ)能項(xiàng)目應(yīng)用了固態(tài)電池，全面覆蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)三大場(chǎng)景。這里都指的都是半固態(tài)電池。

例如，喬治費(fèi)歇爾金屬成型科技4.5MW/8.94MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目、中車(chē)株洲所承包的中電建新疆巴里坤156MW/624MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目、浙江龍泉磷酸鐵鋰儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、嘉興市悉科1237產(chǎn)業(yè)園466kWh固態(tài)電池儲(chǔ)能項(xiàng)目均是半固態(tài)電池電芯。

這些項(xiàng)目的實(shí)施，驗(yàn)證了半固態(tài)電池在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的可行性。2024年，儲(chǔ)能進(jìn)入了“GWh時(shí)代”，半固態(tài)電池的到來(lái)，為未來(lái)GWh電站應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

這也完全符合工信部就新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案中明確提到的：重點(diǎn)布局儲(chǔ)能用固態(tài)電池。

然而，對(duì)于儲(chǔ)能項(xiàng)目，就目前而言，其安全性成為用戶(hù)最關(guān)注的話(huà)題。要知道，一個(gè)儲(chǔ)能電站的電芯數(shù)量遠(yuǎn)大于車(chē)輛動(dòng)力電池包內(nèi)的電芯數(shù)量。

因此原本著火概率較低的電芯，在數(shù)量超大的情況下組成超大系統(tǒng)，會(huì)增加整個(gè)電站的起火概率。

今年以來(lái)，僅9月份，就有多項(xiàng)儲(chǔ)能火災(zāi)事故發(fā)生，寧德時(shí)代鋰電生產(chǎn)基地起火，阿里云數(shù)據(jù)中心火災(zāi)，美國(guó)圣地亞哥儲(chǔ)能系統(tǒng)大火連燒13個(gè)小時(shí)等。

根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年，由電池導(dǎo)致的非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)為337次，占比達(dá)到32.72%?，電池已成為電化學(xué)儲(chǔ)能非計(jì)劃停運(yùn)的主要因素?。

那么，半固態(tài)電池的儲(chǔ)能項(xiàng)目出現(xiàn)，能否提升安全性？

相較于傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，半固態(tài)電池采用固-液混合電解質(zhì)設(shè)計(jì)，減少了易燃液態(tài)電解質(zhì)的使用量，從而降低了熱失控和起火的風(fēng)險(xiǎn)。此外，固態(tài)成分有助于抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，進(jìn)一步提升電池的安全性能。

然而，半固態(tài)電池仍含有部分液態(tài)電解質(zhì)，安全性雖稍?xún)?yōu)于傳統(tǒng)液態(tài)電池，但完全未達(dá)到全固態(tài)電池的水平。

因此，在儲(chǔ)能項(xiàng)目中，半固態(tài)電池被視為在安全性和技術(shù)成熟度之間取得平衡的過(guò)渡方案。

這也基本符合產(chǎn)業(yè)界的共識(shí)，以“梯次滲透”的方式逐步完成固態(tài)電池的裝機(jī)應(yīng)用。由此，固態(tài)電池發(fā)展依然遵循半固態(tài)-準(zhǔn)固態(tài)-全固態(tài)鋰電池路線(xiàn)。

在這個(gè)過(guò)程中，全固態(tài)電池的工藝最為復(fù)雜，技術(shù)難度較高，不少電池企業(yè)將2027年定為實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)節(jié)點(diǎn)。

而半固態(tài)電池，由于與液態(tài)電池產(chǎn)線(xiàn)和供應(yīng)鏈高度重合，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，量產(chǎn)也更容易實(shí)現(xiàn)。

2024年，蜂巢能源、太藍(lán)新能源、清陶能源等電池企業(yè)紛紛推出半固態(tài)電池產(chǎn)品。

在產(chǎn)能規(guī)劃上，據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)的不完全統(tǒng)計(jì)，今年前8個(gè)月，我國(guó)新增半固態(tài)電池?cái)U(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目7個(gè)，總投資額超160億元。

例如，鵬輝能源擬投資建設(shè)年產(chǎn) 10GWh 儲(chǔ)能電芯及系統(tǒng)集成項(xiàng)目和年產(chǎn)1GWh的半固態(tài)電池項(xiàng)目，其中儲(chǔ)能項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資約18億元，半固態(tài)電池項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資約5億元。

陽(yáng)光電源宣布與中科院物理所天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究院有限公司合作，共同研發(fā)并生產(chǎn)年產(chǎn)5GWh的鋰、鈉離子電池智慧儲(chǔ)能集成系統(tǒng)，用以滿(mǎn)足工商業(yè)儲(chǔ)能與戶(hù)用儲(chǔ)能市場(chǎng)的巨大需求。

在動(dòng)力電池領(lǐng)域，2024年更是被稱(chēng)作半固態(tài)電池裝車(chē)元年。

蔚來(lái)、上汽、廣汽等車(chē)企均已發(fā)布半固態(tài)電池方案并部分實(shí)現(xiàn)裝車(chē)。通過(guò)中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2024年上半年，我國(guó)半固態(tài)電池累計(jì)裝車(chē)量達(dá)2154.7 MWh。

不可否認(rèn)的是，在固態(tài)電池普遍處于研發(fā)和中試階段的當(dāng)下，半固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展確實(shí)走上了快行道。

然而，中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)吳輝認(rèn)為，從性能上看，半固態(tài)電池對(duì)于電池能量密度并沒(méi)有特別明顯的提升，雖然現(xiàn)在許多企業(yè)都在積極生產(chǎn)半固態(tài)電池，但未來(lái)肯定還是會(huì)走上全固態(tài)路線(xiàn)。

寧德時(shí)代創(chuàng)始人曾毓群認(rèn)為，“全固態(tài)電池的技術(shù)成熟度用從1-9進(jìn)行表示的話(huà)，那么目前固態(tài)電池行業(yè)最高水平在4左右?！?/p>

不過(guò)，即使全固態(tài)電池技術(shù)成熟，目前從應(yīng)用端來(lái)看，首選還是電動(dòng)汽車(chē)，儲(chǔ)能的全固態(tài)電池應(yīng)用還要耐心等待，畢竟其經(jīng)濟(jì)性有待提升。