產(chǎn)業(yè)化加速 造車新勢(shì)力“偏愛(ài)”固態(tài)電池
固態(tài)電池作為下一代重要的新型技術(shù)路線之一，一直被寄予厚望。日前，哪吒汽車正式與清陶能源達(dá)成全面深度合作，共同推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)與應(yīng)用，并加快在新能源汽車上的商業(yè)化落地。這是繼天際汽車、蔚來(lái)汽車、愛(ài)馳汽車之后，又一家戰(zhàn)略布局固態(tài)電池的新造車勢(shì)力車企；固態(tài)電池的新能源汽車商業(yè)化進(jìn)程在持續(xù)加速。
電池中國(guó)網(wǎng)注意到，此次與哪吒汽車達(dá)成合作的清陶能源，是一家專注于新能源材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的技術(shù)企業(yè)，目前已經(jīng)構(gòu)建了固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。早在去年11月，清陶能源可日產(chǎn)1萬(wàn)只固態(tài)電池的固態(tài)鋰電池產(chǎn)線就已經(jīng)投產(chǎn)，電池能量密度可達(dá)400Wh/kg以上，產(chǎn)品將主要投用于特種電源、高端數(shù)碼等領(lǐng)域，預(yù)計(jì)在2020年進(jìn)入動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域。
據(jù)了解，由清華大學(xué)南策文院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的清陶能源是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展全固態(tài)鋰電池技術(shù)研發(fā)的團(tuán)隊(duì)之一。圍繞固態(tài)鋰電池研發(fā)，公司申報(bào)的專利已近100項(xiàng)，目前已攻克了固態(tài)電解質(zhì)材料量產(chǎn)、固態(tài)電解質(zhì)膜成型技術(shù)、復(fù)合正負(fù)極配方工藝、極片與電解質(zhì)膜間固-固界面等一系列問(wèn)題，成功實(shí)現(xiàn)了氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料、功能型離子導(dǎo)體陶瓷復(fù)合隔膜等研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化。
從市場(chǎng)情況來(lái)看，新造車勢(shì)力在動(dòng)力電池等核心技術(shù)領(lǐng)域的布局向來(lái)比較大膽，比如蔚來(lái)ES6成為第一批裝配寧德時(shí)代NCM811電池的車型，擁有更高的能量密度和續(xù)航里程。但現(xiàn)有的液態(tài)鋰動(dòng)力電池體系下很難做到性能和安全性的平衡，因此對(duì)下一代動(dòng)力電池技術(shù)的探索就勢(shì)在必行。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，固態(tài)電池是未來(lái)主要發(fā)展趨勢(shì)。固態(tài)鋰電池負(fù)極可采用金屬鋰，電池能量密度有望達(dá)到300～400Wh/kg甚至更高，可匹配高電壓電極材料，進(jìn)一步提升質(zhì)量能量密度，在支持電動(dòng)汽車長(zhǎng)距離行駛方面更有優(yōu)勢(shì)。與目前市面上的液態(tài)鋰離子電池相比，固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)，不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)，且不存在漏液?jiǎn)栴}。
今年可以說(shuō)是車企布局固態(tài)電池的爆發(fā)之年。就在上個(gè)月，愛(ài)馳汽車與輝能科技達(dá)成合作協(xié)議，雙方將共同開(kāi)展固態(tài)電池作為車載動(dòng)力電池相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，推進(jìn)動(dòng)力固態(tài)電池商業(yè)化落地。今年8月，蔚來(lái)汽車與輝能科技達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將共同打造采用輝能MAB固態(tài)電池包的樣車。未來(lái)隨著樣車下線，雙方將就固態(tài)電池包的生產(chǎn)合作展開(kāi)更為深入討論。
在蔚來(lái)汽車之前，天際汽車于2019年年初展出了國(guó)內(nèi)首輛配裝固態(tài)電池的電動(dòng)汽車ME7樣車。天際汽車董事長(zhǎng)兼CEO張海亮表示，天際固態(tài)電池將于2021年批量生產(chǎn)并裝車上市，電芯能量密度可以超過(guò)300Wh/kg。屆時(shí)，天際汽車或?qū)⒊蔀閲?guó)內(nèi)首家采用固態(tài)電池的主機(jī)廠，天際ME7也將可能成為國(guó)內(nèi)首款以固態(tài)電池作為動(dòng)力來(lái)源的新能源汽車。而在今年4月上海車展期間，天際汽車就與輝能科技達(dá)成了固態(tài)電池業(yè)務(wù)方面的合作。
據(jù)悉，與三家新造車勢(shì)力都達(dá)成合作的輝能科技，其實(shí)早在幾年前就實(shí)現(xiàn)了固態(tài)電池的量產(chǎn)，不過(guò)那些產(chǎn)品主要應(yīng)用在消費(fèi)電子領(lǐng)域，近兩年來(lái)公司則加速了在新能源汽車領(lǐng)域的布局。輝能科技于2013年在臺(tái)灣建成的G1工廠，是全球首家可以實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池卷片生產(chǎn)的產(chǎn)線，并計(jì)劃于2019年年底完成1GWh的擴(kuò)建，屆時(shí)其固態(tài)電池總產(chǎn)能將達(dá)1.5~2GWh。
除了和整車廠達(dá)成協(xié)議，輝能科技還加強(qiáng)了與電池企業(yè)的合作。2019年4月，輝能科技與南都電源就固態(tài)電池生產(chǎn)技術(shù)授權(quán)合作案達(dá)成初步共識(shí)，輝能科技授權(quán)能量密度約240Wh/kg的固態(tài)電池電芯生產(chǎn)技術(shù)給南都電源，并提供生產(chǎn)所需之核心設(shè)備與材料，而南都電源將建首條1GWh規(guī)模的固態(tài)電池生產(chǎn)線。
不僅是國(guó)內(nèi)車企，國(guó)外車企也紛紛大力布局固態(tài)電池。
前不久，雷諾汽車高級(jí)副總裁吉爾斯·諾曼德表示，到2025年，雷諾旗下電動(dòng)汽車可能會(huì)使用鈷含量為零的固態(tài)電池。早在2018年年初，雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟設(shè)立10億美元風(fēng)投基金，其首個(gè)投資項(xiàng)目即為無(wú)鈷固態(tài)電池研發(fā)。同年3月，豐田及雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟分別表示，擬在2022年至2025年間推出搭載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車。隨后，大眾也在當(dāng)年7月宣布將于2025年前生產(chǎn)固態(tài)電池。
不過(guò)，固態(tài)電池雖然被寄予厚望，但是不少業(yè)內(nèi)專家也指出，目前固態(tài)電池仍存在電解質(zhì)材料和電極材料研究受阻，及界面高阻抗未能得到有效解決等問(wèn)題。具備良好性能的材料成本高昂，而成本可接受的材料導(dǎo)電度與穩(wěn)定性卻表現(xiàn)不佳。因此，目前固態(tài)電池仍面臨著技術(shù)突破與成本控制的雙重難題。
但相信，隨著廣大科研工作者和產(chǎn)業(yè)同仁的不懈努力，固態(tài)電池技術(shù)難題在不久的將來(lái)將會(huì)被一一攻破。
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