每日經濟新聞 2024-04-08 22:49:42
每經記者 黃辛旭 朱成祥 每經編輯 裴健如
固態電池近期熱度不斷。
4月8日晚間,智己汽車舉行了一場技術發布會,主角為智己L6,憑借“超快充固態電池首次量產上車”賺足了行業的關注。
“智己L6 Max光年版車型搭載了第一代光年固態電池,該電池具有安全性能高、電池不爆炸、能量密度大、續航高等特點。”智己汽車聯席CEO劉濤在發布會上表示。
同時,劉濤還透露稱,搭載固態電池的智己L6 Max光年版車型,預售價格將不超過33萬元,這也引發了業內廣泛討論。
事實上,固態電池之所以備受關注,是因為與液體電池相比,固態電池在安全性、續航能力有著顯著優勢。比如,磷酸鐵鋰電池的能量密度一般在100Wh/kg~160Wh/kg,三元鋰電池的能量密度通常在150Wh/kg~250Wh/kg。電芯能量密度為270Wh/kg~320Wh/kg的車輛,充一次電大概能跑600公里~700公里。以智己L6 Max光年版搭載的固態電池為例,其單體能量密度達到368Wh,續航可以達到1000公里。
“固態電池最大的優勢在于安全性。由于固態電池使用固態電解質,不存在液態電解質容易燃燒和爆炸的風險。安全性的提升,還能帶來電池包能量密度的增加,因為可以減少為安全考慮而預留的空間和重量。”4月8日,真鋰研究創始人墨柯接受《每日經濟新聞》記者采訪時表示。
從液態電池走向半固態、固態電池,最核心是電解質的改變。這一改變需要通過化學材料的改變,來提升能量密度、改進安全性能等,而這一改變無論是從技術上還是制造工藝上都不容易。正因如此,業內普遍預判,到2030年,固態電池才能真正實現量產。
正是基于此,此次智己汽車在賺足眼球的同時,也面對著“創新還是噱頭”的拷問。
智己L6固態電池版續航突破1000公里
在發布會上,劉濤宣布將智己L6第一代固態電池正式定名為“光年固態電池”。智己方面稱,智己L6將搭載超快充固態電池,借助該電池,智己L6將“突破1000公里超長續航”。
事實上,在近期的宣傳中,智己L6一直將“搭載行業首個量產上車的超快充固態電池”作為重要的宣傳點。這也引來了行業內的相關質疑。
就在不久前,騰勢汽車總經理兼首席共創官趙長江通過微博發文表示,“這個時候宣傳半固態車用電池的就是在玩文字游戲”。不過,目前該微博已刪除。對此,劉濤回應稱,“文字游戲不是智己汽車擅長的,智己要用實際行動來踐行”。
“固態電池”爭議如此之多,或與其技術和制造難度有一定關系。“目前(市面上)說的固態電池,基本是半固態電池,制造工藝上與現有液態體系沒有太大區別。”中國化學與物理電源行業協會業務總監劉彥龍告訴記者。
真鋰研究創始人墨柯也表示,智己汽車所搭載的固態電池,實際為半固態電池。“(該電池)還是使用電解液,在正常的概念中,(全)固態電池就不應該再使用電解液。”墨柯表示。
這或意味著,從嚴格意義上講,智己L6搭載的電池仍是半固態電池,采用固態電解質替代了部分液態電解質,半固態電池的能量密度得到了顯著提升,從而提高了車輛的續航里程。
不過,在劉濤看來,“光年”雖然是固態電池的第一代,但實現了以幾乎相同的重量擁有超出30%的電量,做到1000公里續航,這是固態電池替代液態電池的價值。“我們的電池,可以實現充電12分鐘,續航增加400公里。”劉濤稱。
成本仍是固態電池商業化待解難題
“全固態電池的工藝和設備將發生巨大變化,電池前段的生產設備可能都需要重新開發。”劉彥龍認為,全固態電池與半固態電池、液態電池是不同的概念,全固態電池在車輛上實現規?;瘧?,要等到2030年左右。
從技術上看,“離子電導率”是固態電池一直需要去突破的難題。據悉,電池中電解質的功能是為鋰離子在正負極之間傳輸搭建通道,而決定鋰離子運輸是否順暢的指標被稱為離子電導率。
“在固態電池中,鋰離子主要是通過固體物質來傳導的。傳導的好壞跟固體物質的致密程度密切相關,越致密傳導越好。”一位電池行業從業者告訴記者。
東方證券研報認為,在電極與電解質界面上,傳統液態電解質與正、負極的接觸方式為液-固接觸,界面潤濕性良好,界面之間不會產生大的電阻,而固態電解質與正負極之間以固-固界面接觸,接觸面積小,緊密性較差,離子電導率通常比液態電解質低兩個數量級。這一特性導致了固態電池的快充性能受限。
值得一提的是,智己L6 Max光年版可以實現900v快充,這該如何實現?據一位智己汽車工作人員透露,智己汽車的第一代固態電池,是通過材料優化和一些專利的生產工藝,使得固體物質的致密程度提升,離子導電率會相對更好,簡單而言就是電芯整體內阻更低,快充性能會更優。
拋開技術層面的突破,成本也是阻礙固態電池大規模落地的重要原因。蔚來汽車總裁秦力洪曾在ET7半固態電池測試時表示,150kWh的固態電池包的成本接近一輛蔚來ET5,即超過29萬元。
在墨柯看來,當前半固態電池發展面臨的挑戰主要在于,如何將成本降至合適的水平。雖然技術上的量產問題不大,但半固態電池的成本仍然較高。如果只是將電解質部分替換為固態,成本可能會比液態電池高出30%~40%,甚至更多。
2024年將是固態電池重要發展節點
在技術和成本等挑戰下,固態電池技術目前呈現出遞進發展的態勢。
3月26日,清陶能源總經理李崢在直播間講解固態電池時就表示,清陶能源的固態電池產業化分為三步:第一代固態電池,計劃在智己汽車上裝車量產,也被稱為半固態電池;2025年會開發第二代固態電池;最終實現的第三代固態電池,就是全固態電池。
墨柯也認為,(固態電池)技術的發展,是一個漸進式過程,很難實現跳躍式發展。
“固態電池技術的發展可以分為三個階段:第一階段是將電解質從液態變為固態,同時取消隔膜,但正負極材料體系保持不變;第二階段是更換負極材料為金屬鋰,從而顯著提升電池的能量密度;第三階段是更換正極材料,使用不含鋰離子的高密度材料。”墨柯認為,第一階段的固態電池(電芯)能量密度預計能達到400Wh/kg,第二階段能達到560Wh/kg甚至700Wh/kg,而超過700Wh/kg的能量密度應該屬于第三階段。
盡管固態電池的發展仍需時日,但其仍被視為下一代電池技術的主流方向。截至目前,不少車企對固態電池“上車”的時間,已有明晰時間表。如,寶馬承諾在2025年前,推出搭載全固態電池的電動汽車原型車,并在2030年前量產;豐田將在2027年量產固態電池;大眾則表示正在積極研發全固態電池技術,目標是2025年前實現量產;蔚來預計會在2025年實現半固態電池車的量產,并計劃搭載至ET7車型。
此外,動力電池企業也在積極探索固態電池技術路線。如,近日,太藍新能源稱在“車規級全固態鋰電池”的研發方面取得重大進展,研發出滿足車規級標準、單體容量高達120Ah的固態鋰金屬電池,實測能量密度達到了創紀錄的720Wh/kg。
根據知名研究機構GGII的最新預測報告,2024年將是固態電池產業發展的一個重要節點,年內有望實現(半)固態電池的大規模裝載應用,預計全年裝機總量將歷史性地突破5GWh大關。
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