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政策層面開始呼吁：加快固液混合電池關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

近日，國家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)司副司長續(xù)超前表示，"十四五"期間科技部將堅(jiān)持電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展方向，圍繞電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵的動(dòng)力電池，前瞻部署開展固液混合態(tài)高比能鋰離子電池、無鈷動(dòng)力電池等共性關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。

全固態(tài)電池雖好，但現(xiàn)階段來看仍然道路曲折。原本豐田計(jì)劃在2020年的東京奧運(yùn)會上亮相搭載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車，但是東京奧運(yùn)會延遲了一年，在2021年的東京奧運(yùn)會上，豐田卻放了鴿子——搭載固態(tài)電池的樣車并未亮相。

業(yè)界普遍認(rèn)為，未來3到5年內(nèi)要實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍不太容易。此外，作為動(dòng)力電池龍頭，寧德時(shí)代也希望推出全固態(tài)電池，但真正量產(chǎn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)預(yù)計(jì)要到2028年或者2030年。

國軒高科高級副總裁徐興無表示，完全靠固態(tài)電池，導(dǎo)電率還沒有達(dá)到液態(tài)的水平，界面很難解決，所以采取折中的辦法，“折中的辦法就是固液混合的電解質(zhì)，或者說是半固態(tài)電池，業(yè)內(nèi)大部分企業(yè)的固態(tài)電池都處于這一階段。”

據(jù)悉，在國軒高科的電池技術(shù)路線規(guī)劃中，公司有望在2022年前后實(shí)現(xiàn)高安全的固液混合電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

值得注意的是，部分從固態(tài)電池技術(shù)起步進(jìn)入電動(dòng)汽車電池技術(shù)領(lǐng)域的電池企業(yè)，也將前幾代電池產(chǎn)品定位在固液混合電池階段，目前包括浙江鋒鋰、衛(wèi)藍(lán)新能源的第一代固態(tài)電池產(chǎn)品均屬于固液混合電池。

年初蔚來汽車宣布，將在2022年推出可滿足續(xù)航1000公里、能量密度高達(dá)360Wh/kg的固態(tài)電池，蔚來后續(xù)證實(shí)為固液混合電池。

實(shí)際上，近日科技部高新技術(shù)司副司長續(xù)超前公開為固液混合電池“站臺”，可以理解為這種技術(shù)已經(jīng)在一定程度上獲得了官方的認(rèn)可。

另外，電池中國從多個(gè)信源了解到，2023年固液混合的半固態(tài)電池，或?qū)㈤_始導(dǎo)入電動(dòng)汽車。

全固態(tài)暫時(shí)無望，多家企業(yè)聚焦固液混合電池

在高能量密度、高安全的訴求下，作為下一代動(dòng)力電池的重要技術(shù)路線，固態(tài)電池被寄予厚望。

但考慮到全固態(tài)鋰電池目前尚未完全解決循環(huán)過程中固相界面接觸及體積膨脹問題，材料體系、生產(chǎn)工藝、應(yīng)用技術(shù)不成熟，且未形成供應(yīng)鏈及充分驗(yàn)證，短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

截至目前，固態(tài)電池在世界范圍內(nèi)尚處于研發(fā)階段，還沒有企業(yè)展示綜合性能及成本都能與液態(tài)鋰電池相媲美的大容量固態(tài)動(dòng)力電池。

從現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展來看，鑒于固態(tài)電池面臨大規(guī)模量產(chǎn)的諸多現(xiàn)實(shí)難題短期無法突破，而新能源汽車對高安全、高能量密度動(dòng)力電池的訴求又較為迫切，作為折中方案，多家電池企業(yè)將焦點(diǎn)放在固液混合電池技術(shù)上。

液態(tài)鋰電池采用的是液態(tài)電解液作為電解質(zhì)，全固態(tài)電池只含有固態(tài)電解質(zhì)，不包含任何液體電解質(zhì)。固液混合電池，是一種介于液態(tài)鋰電池與全固態(tài)鋰電池之間的電池形態(tài)，其與全固態(tài)鋰電池的區(qū)別在于，固液混合電池中含有一定量的液體電解液和固體電解質(zhì)。

值得一提的是，除了在電解質(zhì)形態(tài)上較全固態(tài)電池更容易從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)外，固液混合電池還有望兼容液態(tài)鋰電池大部分材料、設(shè)備和工藝，綜合平衡安全性、能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、高低溫性等性能，實(shí)現(xiàn)高能量密度與高安全性兼得，可率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

“（混合態(tài)）對現(xiàn)有的液態(tài)鋰離子電池產(chǎn)線沒有特別大的顛覆，固液混合也適合采用軟包疊片的工藝，且裝配上與現(xiàn)在的軟包液態(tài)有極大的兼容性，可能超過80%，剩下20%可以通過現(xiàn)有產(chǎn)線改造，不需要大的顛覆就能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、自動(dòng)化和高效量產(chǎn)。”浙江鋒鋰新能源科技有限公司總經(jīng)理許曉雄認(rèn)為，未來幾年，固液混合鋰電池將是車用動(dòng)力電池主要趨勢之一。

“全固態(tài)電池研究需要持續(xù)優(yōu)化并解決關(guān)鍵材料和技術(shù)、生產(chǎn)工藝和成本等問題，”中國科學(xué)院物理研究所研究員李泓表示，目前看，固液混合動(dòng)力電池是液態(tài)鋰離子電池性能提升的重要可行技術(shù)路徑。

性能突破液態(tài)“天花板”

今年1月，蔚來汽車發(fā)布的半固態(tài)電池包：電芯能量密度達(dá)到360Wh/kg，單包帶電量達(dá)到150kWh；材料體系方面，正極用的是超高鎳，負(fù)極為摻硅補(bǔ)鋰，電解質(zhì)是固液混合電解質(zhì)；采用的是軟包封裝結(jié)構(gòu)。

360Wh/kg的單體能量密度，已經(jīng)遠(yuǎn)超目前主流三元的260Wh/kg能量密度，同時(shí)也突破了液態(tài)三元電池350Wh/kg的天花板。

據(jù)許曉雄透露，浙江鋒鋰的混合固液電池產(chǎn)品在體系規(guī)劃上目前已迭代到第二代產(chǎn)品：第一代以三元為正極，采用柔性固態(tài)電解質(zhì)隔膜，用石墨為負(fù)極，能量密度達(dá)240Wh/kg-270Wh/kg；第二代也以三元為正極，采用柔性固態(tài)電解質(zhì)膜，負(fù)極則采用鋰金屬，能量密度達(dá)320Wh/kg-420Wh/kg，循環(huán)、充放電等性能還在進(jìn)一步優(yōu)化。

據(jù)悉，衛(wèi)藍(lán)新能源針對車用領(lǐng)域推出的固液混合電池，能量密度已達(dá)到270Wh/kg，“我們正在按計(jì)劃推進(jìn)更高能量密度的固液混合電池研發(fā)和工程化，預(yù)計(jì)明年下半年就會給客戶提供批量驗(yàn)證。”北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司副總經(jīng)理李永偉透露。

公開信息顯示，目前國軒高科半固態(tài)電池性能方面能夠做到610Wh/L、300Wh/kg、循環(huán)1000次的程度，安全性可以滿足客戶的需求。

多家企業(yè)爭相布局，2023年或?qū)⑴繉?dǎo)入車用市場

為避免與傳統(tǒng)主流的液態(tài)電池企業(yè)競爭，多家通過固態(tài)電池技術(shù)切入電動(dòng)汽車市場的電池企業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行固液混合電池的試制。

2020年8月，蔚藍(lán)新能源在江蘇溧陽建成了0.2GWh的固液混合電池示范生產(chǎn)線，產(chǎn)出的產(chǎn)品能量密度達(dá)到270Wh/kg，倍率性能方面可以實(shí)現(xiàn)3C的連續(xù)放電，目前該產(chǎn)品仍主要用于工業(yè)類無人機(jī)、特種應(yīng)用領(lǐng)域等。

針對車用動(dòng)力電池領(lǐng)域，據(jù)媒體報(bào)道，目前衛(wèi)藍(lán)新能源正在建設(shè)一條2GWh的規(guī)?；桃夯旌蟿?dòng)力電池生產(chǎn)線，新產(chǎn)線主要生產(chǎn)能量密度在350Wh/kg-360Wh/kg的新能源汽車用動(dòng)力電池。

去年11月，浙江鋒鋰首條0.3GWh固液混合鋰電池產(chǎn)線建成投產(chǎn)；今年7月，江西贛鋒鋰電科技有限公司（浙江鋒鋰母公司）與東風(fēng)公司技術(shù)中心簽約，雙方就固液混合電池示范運(yùn)營合作進(jìn)行洽談，并簽訂固態(tài)電池E70車型示范推廣協(xié)議。

據(jù)悉，贛鋒鋰電今年將繼續(xù)擴(kuò)大1GWh固液混合電池產(chǎn)能，支持客戶產(chǎn)品驗(yàn)證和應(yīng)用。

除了前述企業(yè)，目前國內(nèi)已經(jīng)布局固態(tài)電池研發(fā)的單位，包括寧德時(shí)代、清陶能源、弗迪電池、億緯鋰能、孚能科技、蜂巢能源、輝能科技等數(shù)十家電池企業(yè)、車企及研究機(jī)構(gòu)，且已經(jīng)有不少企業(yè)在固液混合電池方面取得一定進(jìn)展，預(yù)計(jì)從2022年下半年開始，固液混合電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程會明顯提速。 

原標(biāo)題：全固態(tài)暫時(shí)無望，多家企業(yè)聚焦固液混合電池