鉅大LARGE | 點擊量：739次 | 2022年01月11日
固態(tài)電池舉起"革命大旗" 電池行業(yè)技術(shù)洗牌在即
今年以來，幾則消息讓熱鬧的全球鋰離子電池行業(yè)猶如"打了雞血般興奮"。一則是，日本公司巨頭日立公司研究人員宣布其固態(tài)電池技術(shù)已經(jīng)研發(fā)完成，新一代電池可以抵御外太空極端溫度，并且已經(jīng)將這種電池送到了航天部門和公司進行使用實踐，聲稱要在三年后的2020年量產(chǎn)上市。另一則是，豐田正在研發(fā)由全固態(tài)電池供應(yīng)動力的電動汽車。該動力鋰電池將大大提升電動汽車的續(xù)航里程，并縮短充電時間。根據(jù)豐田的計劃，這款電動汽車將于2022年上市銷售。另外，有公司介紹說已經(jīng)研發(fā)成熟了固態(tài)電池，并且做了小批量量產(chǎn)，未來不久就會上市。
有專家分析認為：固態(tài)電池已經(jīng)舉起了"革命大旗"，未來鋰離子電池整個產(chǎn)業(yè)鏈將會發(fā)生顛覆性變化。
巨頭紛紛布局
日本公司瘋狂的在"固態(tài)電池"領(lǐng)域砸錢，并且已經(jīng)取得長足發(fā)展。
豐田就計劃于2020年用固態(tài)電池取代鋰離子電池，其能量密度是鋰離子電池的三到四倍。豐田負責(zé)材料工程的高管ShigekiSuzuki表示，豐田將于2020年全面實現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化，并在未來幾年內(nèi)使用鋰空氣電池。但他并未供應(yīng)任何該計劃的細節(jié)信息。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2016年十一月二十四日，三井金屬公布了下一代的鋰離子二次電池的"全固態(tài)電池"用的硫化物固態(tài)電解質(zhì)。2012年三井金屬全固態(tài)電池已經(jīng)取得一定的成績，因為車企需求，雪藏五年，終于從幕后進入臺前。今后，三井金屬將會和電池廠商和汽車廠商等合作，到2020年將實現(xiàn)量產(chǎn)化。
事實上，世界各地的研究人員都走在將固態(tài)電池商業(yè)化的路上。全固態(tài)鋰離子電池具有極高的安全性，其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，搭載全固態(tài)鋰離子電池的汽車的自燃概率會大大降低。
全固態(tài)鋰離子電池當前能量密度約400Wh/Kg，預(yù)估最大潛力值達900Wh/Kg。但是固態(tài)電解質(zhì)具有高的電阻，在功率密度方面還存在一些待解決的問題，要從固態(tài)電解質(zhì)、正負極材料上著手，一旦這些問題能夠有效解決，必將在未來掀起一場新的電池革命。
而在固態(tài)電池的研究上，日立走在了前頭。日立佐森總裁TakashiTanisho透露，目前已經(jīng)將固態(tài)電池的樣品送到了航天和汽車行業(yè)的潛在客戶。此外，日立正在和一個未公開的日本電池制造商合作，完善一些細節(jié)上的問題，并在2020年之前將固態(tài)電池投放市場，而且可能不會在日立的品牌下出售。事實上，日立在前沿科技上一直保持著領(lǐng)先地位，日立已經(jīng)開發(fā)出了一款續(xù)航約400公里的純電動汽車(EV)用鋰離子電池技術(shù)。
很多業(yè)內(nèi)人士認為，日本由于發(fā)展路線原因，純電動汽車技術(shù)已經(jīng)落在了后頭。但事實上，作為最先實現(xiàn)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的日本公司，即便鋰電業(yè)務(wù)全球占比逐漸減少，但在高端市場依舊沒有競爭對手。從豐田2022年量產(chǎn)固態(tài)電池、GSYuasa2020年續(xù)航翻倍上就可以看出來。未來的新能源市場，日本依舊是巨頭。
早在2015年，汽車配件制造商博世集團成功收購了位于加州海沃德市的Seeo電池公司。據(jù)悉，該公司已經(jīng)研發(fā)出能夠提升電動汽車2倍續(xù)航能力的新一代固態(tài)鋰電子電池。
Seeo公司有能力將電池的能量密度從50%提升至100%，這樣一來就能大大提升電池的續(xù)航能力。Seeo公司目前已經(jīng)研發(fā)出能量密度達到350Wh/KG的電池，這大約是目前已使用的電動汽車中的電池的兩倍密度。Seeo公司的DryLyte"固態(tài)"聚合物電解質(zhì)不易揮發(fā)，也不易燃，這就意味著這種電解質(zhì)能夠在更高的溫度下使用。
國內(nèi)公司蓄勢待發(fā)
今年八月九日，一則消息讓業(yè)界大吃一驚：華氣電池（浙江）10億安時聚合物固態(tài)動力鋰離子電池項目在麗水生態(tài)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)松陽分區(qū)開工建設(shè)。華氣電池動力鋰離子電池項目總用地面積657.88畝，將在松陽新建總投資12億元以上的10億Ah（安時）動力鋰離子電池、2億Ah（安時）超級電容生產(chǎn)線和電動汽車電控系統(tǒng)、電機生產(chǎn)設(shè)備。
其實，早在2016年十二月十七日，CATL就已經(jīng)透露出其布局"固態(tài)電池"的決心。研發(fā)經(jīng)理郭永勝在"第七屆全球新能源汽車大會(GNEV7)"上介紹了公司固態(tài)鋰金屬電池的研發(fā)進程，他表示，CATL在做固態(tài)電池之前對全球做固態(tài)電池的公司做了調(diào)研，目前該項目還處于早期階段。CATL在研發(fā)過程中，也在關(guān)注固態(tài)電池的制造問題，固態(tài)電池整個制造工藝跟傳統(tǒng)的鋰離子的制造工藝不同，要新的設(shè)備，新的工藝，所以CATL也同時進行工藝的研發(fā)。
針對固態(tài)電池的技術(shù)發(fā)展和未來市場，業(yè)內(nèi)人認為，從整體來看，固態(tài)電池現(xiàn)在的制備技術(shù)成熟度還有待加強，能形成規(guī)模產(chǎn)量的公司有限，技術(shù)規(guī)?；瘮U產(chǎn)要克服的困難還有很多，仍處于推廣發(fā)展期。但可以預(yù)期的是，隨著研發(fā)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，全固態(tài)電池中的科學(xué)和工藝上的問題會逐漸得到緩解，在未來幾年，固態(tài)電池產(chǎn)品的市場會迎來蓬勃發(fā)展的機遇。
固態(tài)電池將會顛覆市場？
賽迪顧問投資部總經(jīng)理吳輝認為，當今占據(jù)技術(shù)主流的是鋰離子電池，但是從長期來看，固態(tài)電池或許更能滿足人們對高能量和高安全性的現(xiàn)實需求，將會給當下的鋰離子電池市場帶來一場革命。
工作原理上，固態(tài)鋰離子電池和傳統(tǒng)的鋰離子電池并無差別。傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池被稱為"搖椅式電池"，搖椅的兩端為電池的正負兩極，中間為液態(tài)電解質(zhì)。鋰離子像一個運動員，在搖椅兩端來回奔跑，鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，電池的充放電過程就完成了。而固態(tài)電池只不過其電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進而提升電池容量。
固態(tài)電池有很多優(yōu)勢，發(fā)展前景值得期待。其中，兩個最明顯的優(yōu)勢就是能量密度更高，運行更安全。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池可以不必使用嵌鋰的石墨負極，而是直接使用金屬鋰來做負極，這樣可以大大減輕負極材料的用量，使得整個電池的能量密度有明顯提高。現(xiàn)在許多實驗室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池。固態(tài)電池在大電流下工作不會因出現(xiàn)鋰枝晶而刺破隔膜導(dǎo)致短路，不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，不會因出現(xiàn)氣體而發(fā)生燃燒，因此，安全性被認為是固態(tài)電池發(fā)展的最根本驅(qū)動力之一。
