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 3月14日，韓國(guó)電池制造商三星SDI宣布其全固態(tài)電池試驗(yàn)線破土動(dòng)工，并計(jì)劃向該試產(chǎn)線引進(jìn)純電池電極板、固體電解質(zhì)加工設(shè)備和電池組裝設(shè)備。據(jù)稱，這是業(yè)界第一條全固態(tài)電池試點(diǎn)生產(chǎn)線。據(jù)悉，三星SDI正在開發(fā)一種以硫化物為基礎(chǔ)電解質(zhì)的固態(tài)電池，目前已獲得相關(guān)專利并進(jìn)入技術(shù)驗(yàn)證階段。

同一天，浦項(xiàng)集團(tuán)也宣布在韓國(guó)慶尚南道梁山市建設(shè)一座新的固態(tài)電池生產(chǎn)廠。浦項(xiàng)制鐵在一份聲明中表示，從2022年下半年開始，新工廠將每年生產(chǎn)24噸固體電解質(zhì)，因?yàn)楣虘B(tài)電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2030年開始成熟。

固態(tài)電池，即采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，被稱為未來鋰電池的發(fā)展方向。固態(tài)電池?fù)碛胁豢扇〈膬?yōu)勢(shì)，其一是固態(tài)電解質(zhì)具有不易燃、無腐蝕、無揮發(fā)等特性，因此無論在性能還是安全性方面都優(yōu)于液態(tài)電池；其二是能量密度更高，理論上固態(tài)電池的能量密度可以達(dá)到400~500Wh/kg，進(jìn)而提升電動(dòng)車輛的續(xù)航力；其三是用固態(tài)電解質(zhì)取代正負(fù)極之間的隔膜電解液，使得電池更薄、體積更小，因此全固態(tài)電池技術(shù)也是電池小型化、薄膜化的必經(jīng)之路。


據(jù)了解，根據(jù)電解質(zhì)的種類，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰電池、固液混合鋰電池和全固態(tài)鋰電池三類。但值得注意的是，“固態(tài)電池” 和 “全固態(tài)電池” 是兩個(gè)不同的概念。它們最主要的區(qū)別是電池內(nèi)部液體電解質(zhì)與固體電解質(zhì)的比例不同。比如固液混合鋰電池內(nèi)含有一定量的液體電解質(zhì)，而全固態(tài)鋰電池內(nèi)沒有液體電解質(zhì)，全部都是固態(tài)電解質(zhì)。

根據(jù)電解質(zhì)的不同，目前固態(tài)電池主要有三大技術(shù)路線：聚合物、硫化物和氧化物。其中，聚合物電解質(zhì)屬于有機(jī)電解質(zhì)，而后兩者屬于無機(jī)電解質(zhì)。整體來看，日韓企業(yè)多采用硫化物固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線，中國(guó)企業(yè)以氧化物路線為主，歐美企業(yè)則在三種路線的選擇上更為均衡，如寶馬和福特投資的Solid Power主要研發(fā)基于硫化物的全固態(tài)電池，大眾投資的QuantumScape固態(tài)電池走的是氧化物路線。

現(xiàn)階段，固態(tài)電池在技術(shù)指標(biāo)上領(lǐng)先于三元鋰電池。同時(shí)，固態(tài)電池技術(shù)被認(rèn)為將大幅縮減電動(dòng)汽車的成本。有研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，量產(chǎn)固態(tài)電池的成本僅為目前鋰離子電池的40%。電池是電動(dòng)車最大的成本所在，固態(tài)電池也因此成為下一代車用動(dòng)力電池的重點(diǎn)研究方向，各大巨頭企業(yè)更是紛紛爭(zhēng)相進(jìn)行布局。


國(guó)外市場(chǎng)方面，現(xiàn)代、豐田、本田、寶馬、LG新能源、SK Innovation等都在進(jìn)行固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)，并給出了具體的時(shí)間規(guī)劃。例如，現(xiàn)代計(jì)劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動(dòng)車，2027年部分批量生產(chǎn)，在2030年左右實(shí)現(xiàn)全面批量生產(chǎn)；豐田計(jì)劃在2025年與松下合作推出一款使用固態(tài)電池的限量發(fā)售的電動(dòng)汽車；寶馬計(jì)劃在2022年采購(gòu)測(cè)試用電池，2025年前推出搭載固態(tài)電池的原型車，并在2025年之前開始對(duì)配備全固態(tài)電池的車輛進(jìn)行路測(cè)，在2030年前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；LG新能源預(yù)計(jì)于2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)；SK Innovation計(jì)劃于2025年前在固態(tài)電池中使用鎳鈷錳陰極和硅或石墨陽(yáng)極；2022年3月，全球電池交換生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者Gogoro宣布與輝能科技攜手合作，共同研發(fā)打造全球第一顆電池交換式電動(dòng)機(jī)車固態(tài)電池原型。

國(guó)內(nèi)企業(yè)也不甘落后，正在迎頭趕上。2021年1月，蔚來發(fā)布了150kW·h固態(tài)電池包，可實(shí)現(xiàn)360Wh/kg的能量密度，并定于2022年第四季度對(duì)外交付；2021年5月，寧德時(shí)代表示已經(jīng)可以做出固態(tài)電池樣品，并曾在1月公開了兩份關(guān)于固態(tài)電池的專利，分別為“一種固態(tài)電解質(zhì)的制備方法”以及“一種硫化物固態(tài)電解質(zhì)片及其制備方法”，同時(shí)聲稱固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程在逐漸加快。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在國(guó)內(nèi)企業(yè)固態(tài)電池專利數(shù)量方面，比亞迪居首；據(jù)悉，國(guó)軒高科已開發(fā)出能量密度大于360Wh/kg的固態(tài)電池產(chǎn)品，已獲車企認(rèn)可和項(xiàng)目定點(diǎn)；北汽藍(lán)谷表示目前完成了第二代固態(tài)電芯的開發(fā)，電池系統(tǒng)臺(tái)架測(cè)試驗(yàn)證及整車搭載驗(yàn)證；2021年2月，奇瑞汽車與安瓦新能源能量密度300~340WH/KG的半固態(tài)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目簽約落地；2022年1月，孚能科技聲稱公司第一代半固態(tài)電池（能量密度330Wh/kg）送樣給整車廠獲得了良好反饋；

2022年1月，據(jù)贛鋒鋰電官方披露，首批搭載贛鋒固態(tài)電池的50輛東風(fēng)E70電動(dòng)車正式交付完成。據(jù)悉，目前贛鋒鋰業(yè)第一代混合固液電解質(zhì)電池產(chǎn)品能量密度可達(dá)235~280Wh/kg；第二代固態(tài)鋰電池基于高鎳三元正極、含金屬鋰負(fù)極材料，產(chǎn)品能量密度已超過359Wh/kg，循環(huán)壽命接近400次。

輝能科技成功開發(fā)了全球第一款固態(tài)鋰陶瓷電池，且在2013年就已實(shí)現(xiàn)了固態(tài)鋰電池的商業(yè)化量產(chǎn)，目前已擁有近500項(xiàng)固態(tài)電池專利。2020年7月，輝能科技宣布投資380億的大陸區(qū)總部及全球產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目落地杭州，建設(shè)內(nèi)容包括2GW·h、5GW·h固態(tài)鋰陶瓷電池芯產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，并計(jì)劃到2026年實(shí)現(xiàn)50GW·h的產(chǎn)能。

2022年2月，清陶能源總投資50億的固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在昆山破土動(dòng)工，產(chǎn)能規(guī)劃10GW·h。據(jù)悉，清陶能源在2018年就建成了國(guó)內(nèi)首條固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線。目前，該公司開發(fā)的固態(tài)電池續(xù)航里程可達(dá)1000公里，同時(shí)支持快充模式，充電15分鐘可實(shí)現(xiàn)600公里的續(xù)航里程。此外，長(zhǎng)城汽車旗下的蜂巢能源正聯(lián)手中科院建設(shè)固態(tài)電池技術(shù)研究中心，計(jì)劃2025年在量產(chǎn)車上應(yīng)用能量密度達(dá)350~500Wh/kg的固態(tài)電池。

與此同時(shí)，資本方也看好固態(tài)電池，紛紛對(duì)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行投資。近日，欣旺達(dá)等機(jī)構(gòu)對(duì)全固態(tài)鋰電池公司高能時(shí)代進(jìn)行了5000萬(wàn)人民幣融資，主要用于加速高能時(shí)代在全固態(tài)電池的產(chǎn)品布局、技術(shù)研發(fā)、人才引進(jìn)等。此外，碧桂園創(chuàng)投獨(dú)家投資了固態(tài)鋰離子電池創(chuàng)業(yè)企業(yè)重慶太藍(lán)新能源有限公司A+輪融資。目前，太藍(lán)新能源正在重慶兩江新區(qū)建設(shè)200MW·h新一代高比能固態(tài)鋰電池自動(dòng)化生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)將于2022年9月正式建成投產(chǎn)。

據(jù)國(guó)海證券預(yù)計(jì)，2021~2030年全球固態(tài)電池出貨量將高速增長(zhǎng)，至2030年或?qū)⑼黄?50GW·h，市場(chǎng)空間有望達(dá)到1500億元以上。不過，距離固態(tài)電池真正量產(chǎn)還有很長(zhǎng)一段時(shí)間。業(yè)界普遍認(rèn)為，全固態(tài)電池至少需要5~10年才有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，期間尤其需要要解決的是固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導(dǎo)率偏低、鋰枝晶折斷導(dǎo)致“死鋰”情況、固-固界面接觸性和穩(wěn)定性差等問題。

原標(biāo)題：固態(tài)電池正加速發(fā)展，豐田、寧德時(shí)代等企業(yè)紛紛布局