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升级与迭代趋势已来!多位行业大咖固态电池峰会“亮剑”

2024固态电池产业生态圈企业家峰会现场

2024固态电池产业生态圈企业家峰会现场

能源财经网6月29日讯(常青 林音 江苏苏州报道)近年来,在高安全、高能量密度市场需求的呼唤下,以固态电池为核心的下一代电池技术备受关注。业内也普遍认为,固态电池技术或将打开锂电池能量密度天花板,成为全面提升锂电池性能的必然选择。专家、学者、企业、资本纷纷发力这一赛道,产业化进程加速,量产上车提上日程,但与此同时,当下多种技术路线并存,终局路径尚未明晰,半固态电池产业发展也引来诸多质疑。唱衰与叫好杂糅,机遇与挑战并存。

在此背景下,一场以“新技术 新赛道 新力量”为主题的固态电池大会拉开帷幕。

6月28日,由中关村新型电池技术创新联盟、电池百人会、苏州市新时代工商管理企业家联合会新能源专委会主办的“2024固态电池产业生态圈企业家峰会”在江苏省苏州市相城区·苏州国际会议酒店顺利召开。共有来自国内知名高校院所学者专家、以及全球知名车企、电池制造商、材料及装备以及产业相关初创企业、创投机构等超200位嘉宾参加峰会。

本次企业家峰会旨在汇聚全球产学研金用等各界力量,共同探讨固态电池技术的最新进展、面临的挑战、解决方案及未来发展趋势,为产业发展提供新思路、新动力,为加速固态电池技术的创新突破、推动其商业化进程搭建起深度沟通、合作的桥梁和纽带,助力全球能源转型和绿色经济发展。

新技术 新挑战 

湖南中科星城石墨有限公司研究院院长兼副总经理王志勇

湖南中科星城石墨有限公司研究院院长兼副总经理王志勇

“当下传统锂电体系能量密度抵达瓶颈,固态电池成为新技术方向。”湖南中科星城石墨有限公司研究院院长兼副总经理王志勇在论坛上表示。 

清陶(昆山)能源发展集团股份有限公司联合创始人、总经理李峥

清陶(昆山)能源发展集团股份有限公司联合创始人、总经理李峥

“发展锂电池要从全方面考量,固态电池是下一代锂电池技术的公认趋势,也是必然选择。”清陶(昆山)能源发展集团股份有限公司联合创始人、总经理李峥在论坛上同样表示,相比于传统电池所采用的液态电解液,固态电池的固态电解质可以有效提升能量密度,同时有着更稳定的工作状态,也让产业链产生创新机会。 

蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理、博士苗力孝

蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理、博士苗力孝

与李峥想法不谋而合的,还有蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理、博士苗力孝,他认为:“全固态电池是从电解质材料、电芯结构、制程工艺方面的全面创新升级,将带来产业链上的革命性变化。” 

业内普遍认为,锂电池的最佳形态是全固态电池,但当下,全固态电池研究仍处在早期研发阶段,量产及商业化预计将会在2030年前后实现。 

王志勇表示,高电导率、高界面稳定性、高材料稳定性是选择全固态电池材料的三个核心指标,现阶段材料层面仍存在结构稳定性差、体积膨胀大、接触界面过小、界面接触失效、锂枝晶生长等科学问题,仍需寻求材料层面的性能突破。 

北京卫蓝新能源科技有限公司研发总监、博士徐航宇

北京卫蓝新能源科技有限公司研发总监、博士徐航宇

“总的来看,当前单一固态电解质材料难以满足全固态电池需求”,北京卫蓝新能源科技有限公司研发总监、博士徐航宇表示,针对这一难题,将液态电解质和固态电解质的优势相结合是一种解决方案,早在2016年,日本东芝就报道了将LLZO氧化物电解质和凝胶聚合物电解质结合的混合固液电池。 

是的,虽然全固态电池商业化目前还面临较大挑战,但值得一提的是,作为“先遣部队”,半固态电池已呼啸而至。 

新赛道 新趋势 

中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教

中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教

中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教在会上表示,作为下一代电池技术的潜力选手,固态电池以其高安全性、长寿命和高能量密度等优势备受业界瞩目。近年来,依托强大的新能源产业链制造基础,我国电池企业在固态电池技术研发、产业链布局等方面取得了重要突破,尤其是伴随着以卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂电等为代表的中国企业半固态电池的量产装车,使得半固态电池真正实现了经济学意义上的产业化。 

另据中国汽车动力电池产业创新联盟6月披露的数据,2024年以来,我国半固态电池装车持续上量,今年1-5月实现装车1621.8MWh,超过1.6GWh。 

国外全力攻克全固态,国内半固态先行。 

中信证券股份有限公司研究部副总裁吴威辰

中信证券股份有限公司研究部副总裁吴威辰

中信证券股份有限公司研究部副总裁吴威辰介绍,根据中信证券梳理的全球各家固态电池厂商规划情况,目前已有的产能或较为成熟的产能规划,除富士通、村田的小规模量产,法国BlueSolutions的聚合物固态电池,Solid Power向宝马交付的A样为全固态电池外,其他的已有、在建和规划中产能均为半固态电池产能,全固态电池的产业化应用仍需时日。

万向一二三股份公司电芯材料研发部总监、博士苏敏

万向一二三股份公司电芯材料研发部总监、博士苏敏

另外,万向一二三股份公司电芯材料研发部总监、博士苏敏则从整个装车进程进行了分析,从结论可以看到,半固态电池装车进程远大于全固态电池。半固态电池方面,2022年东风E70已经开始了示范运营,2023年、2024年蔚来、上汽也推出了半固态电池的汽车。苏敏认为,在2025年,量产上车还是以半固态电池为主,2025-2027年全固态电池会处于产业化准备过程中,2028-2030会逐渐实现一定的批量能力。

基于对固态电池技术路线和降本路径的研判,研究机构EVTank在《中国固态电池行业发展白皮书(2024年)》中预计,到2030年全球固态电池的出货量将达到614.1GWh,在整体锂电池中的渗透率预计在10%左右,其市场规模将超过2500亿元,主要为半固态电池。 

这一边,半固态电池率先量产并持续上车,另一边,全固态电池的脚步也渐行渐近。在业内看来,固态电池将成为未来电化学储能技术发展的核心趋势;混合固液电池率先量产,全固态电池商业化将晚于混合固液;混合固液电池大多聚焦氧化物和聚合物,全固态电池路线仍然存在分歧;固态电池将从差异化竞争开始,逐步扩大应用范围,并为我国的能源事业贡献绵薄之力。

对于全固态电池的产业落地,于清教也持乐观态度,其表示,当前,全固态电池虽仍面临离子电导率问题、固固界面问题和循环性能问题等尚未完全解决。但作为未来能源革命重要的支撑技术之一,固态电池在新能源汽车、储能、低空经济等多领域具有广阔的市场发展前景。我们有理由相信,在不久的将来,固态电池能够为我们的工作和生活带来更多的便利和惊喜。 

新思路 新力量 

面对锂电池技术终局的最佳潜力股,我国相关产学研用领域企业、专家、学者等也均有在发力技术研究,为固态电池最终走向产业化提供新思路。 

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博导、能源中心书记、主任张涛

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博导、能源中心书记、主任张涛

“固态电池已经上升到国家层面,政策方面给予很多支持。”中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博导、能源中心书记、主任张涛表示,不用纠结于采用哪种固态电池技术路线,最终所要实现的目的都是一样的。全固态电池发展,如何实现LLZTO材料在固态电池中的界面适配性是关键。

中南大学化学电源与材料研究所副所长刘洪涛

中南大学化学电源与材料研究所副所长刘洪涛

 “从机制上,本质上走出新路径,实现弯道超车。”中南大学化学电源与材料研究所副所长刘洪涛介绍,无机电解质和聚合物电解质都有各自显著的优点和致命的缺陷,导致商业化应用举步维艰。通过取长补短、协同复合,以聚合物为主,无机为辅,有望解决在LMB应用中的关键瓶颈问题。

其实,在固态电池的技术研发上,我国从国家层面到企业,以及专家学者,从未有所懈怠。据智慧芽方面消息,近两年来,中国在固态电池专利申请和布局上已经有显著进步,在专利布局上甚至赶超了日本。截至5月27日,从技术来源(专利申请人)看,日本仍是全球固态电池领域专利申请最多的国家,占全球专利申请量的比例近40%,中国排第二,占比约为26.6%。但从布局市场(专利申请所在地)来看,中国是全球固态电池专利布局最多的市场,约占31.4%。日本紧随其后,约占27%。

可以说,我国的固态电池开发已经进入炽热阶段,科学问题与产业问题齐头并进。 

在此背景下,固态电池相关产业链企业也纷纷卯足劲儿,卡位这一潜力赛道。 

“蜂巢能源半固态电池定位350Wh/kg,全固态定位400Wh/kg以上,主要覆盖800及1000公里以上高端车型。”苗力孝表示,公司半固态电池将在2024年完成产品定型,全固态电池产业链不完善,预估将在2030年后实现装车。 

浙江锋锂新能源科技有限公司副总经理唐光盛

浙江锋锂新能源科技有限公司副总经理唐光盛

“始于材料,忠于电池。”浙江锋锂新能源科技有限公司副总经理唐光盛介绍道,目前,赣锋已实现了一代半固态电池的产品应用,并已研制出第二代500Wh/kg高比能、高功率半固态电池,正在高端电动汽车和航天器等领域应用展开布局。在产能布局方面,公司已在江西新余实现4GWh固态电池产线投产,预计2025年于重庆建成10GWh产线。

中俄新能源材料技术研究院院长王庆生

中俄新能源材料技术研究院院长王庆生

“我们一共建了三个基地,总规划10个GWh,每个基地都是从1个GWh起步,错位推进,三个基地都是错半年推动。”中俄新能源材料技术研究院院长王庆生讲道。 

广东利元亨智能装备股份有限公司研究院院长杜义贤

广东利元亨智能装备股份有限公司研究院院长杜义贤

广东利元亨智能装备股份有限公司(688499)研究院院长杜义贤透露,近期,利元亨美国首条固态电池前段设备顺利出机,凭借其在固态电池技术领域的深厚积淀,在全球舞台上实现了战略性的拓展。

诺德新材料股份有限公司研究院院长、博士丁瑜

诺德新材料股份有限公司研究院院长、博士丁瑜

诺德新材料股份有限公司(600110)研究院院长、博士丁瑜在论坛现场提到,诺德股份采用耐高温多因子成膜技术,开发耐高温铜箔集流体:由于固态电解质热稳定性高,采用无机固体电解质的全固态电池,高温下电导率更加优异,操作温度可以提高到300℃甚至更高,需要耐高温铜箔集流体。

多孔铜箔集流体:不同孔径范围(30-120 µm)、不同孔隙率(30-70%)的多孔铜箔,更适用于凝聚态电解质的半固态电池。据悉,多孔铜箔降低电池载铜量,降低成本,与凝聚态电解质的结合力和浸润性更好,有利于提升电池充放电效率,同时,对体积变化较大的负极材料的应力消除更完善。

蔚来汽车固态资深专家邓素祥

蔚来汽车固态资深专家邓素祥

此外,在新思路方面,蔚来汽车固态资深专家邓素祥认为,结合换电模式可以使得超高能量密度半固态具有商业化的潜力。其进一步分析称,采用换电模式,短里程的电池包“补贴”长里程的电池包 ,达到里程“平均化”,半固态电池进入电池库,可以减少成本增加对用户的冲击。 

青岛联合新能源汽车有限公司副总经理张学富

青岛联合新能源汽车有限公司副总经理张学富

同样在换电领域,青岛联合新能源汽车有限公司副总经理张学富在演讲中提到,根据发展计划,联合新能源标准电池需求将在2024年达到3.6万块,后续每年以10倍需求量增加,最终实现千亿规模。其表示,联合新能源将与至少5家电池供应商合作,使用包括磷酸铁锂、半固态、固态电池在内的电池型号,共同打造标准换电电池。

结语:

综合上述产学研用各界嘉宾的观点来看,随着产业化的推进,半固态电池已率先量产上车,但半固态到全固态因多项技术难题待解,商业化仍需时日。

固态电池优势和弊端棱角分明,科学化和产业化双管齐下,如何去实现需要全行业共同努力。值得欣喜的是,在各界人士技术攻势下,不断萌生的新思路、新方法已为其量产落地提供了强劲动力,包括广汽集团、上汽集团、长安汽车、宁德时代、国轩高科等在内的多家车企及电池企业先后宣布全固态电池量产计划表。

“升级与迭代趋势已来,机遇与挑战共生同在。”于清教也强调道,新能源高质量发展势不可挡,随着技术的不断迭代创新和产业链生态的逐步完善,固态电池的商业化应用的脚步也渐行渐近,谁先占据产业制高点,谁才能掌握发展主动权。

【责任编辑:林音 常青】

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