固態(tài)鋰電池技術(shù)有望搶占市場先機

來源：存能電氣  日期：2020-05-26 09:21  瀏覽量：次

固態(tài)鋰電池技術(shù)有望搶占市場先機。目前，固態(tài)電池領(lǐng)域市場參與者眾多，車企、電池企業(yè)、投資機構(gòu)、科研機構(gòu)等在資本、技術(shù)、人才三方面進(jìn)行博弈。隨著越來越多的企業(yè)加入，固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速，固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程有望加速，率先布局相關(guān)技術(shù)的公司有望搶占市場先機。

固態(tài)鋰電池技術(shù)有望搶占市場先機

鋰離子電池最近一個時期仍將是動力、消費電子和中小規(guī)模儲能的最好選擇，高鎳/硅基體系是300Wh/kg電池體系的首選。然而，日、美、中三個主要電池生產(chǎn)國先后制訂了高能量密度池的研發(fā)目標(biāo)，希望在2020年展示能量密度達(dá)到400~500Wh/kg的原型器件，并在2025~2030年實現(xiàn)量產(chǎn)。各國為實現(xiàn)既定的高能量密度的目標(biāo)，均在積極地進(jìn)行新型電池技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。

中國提前布局，部分企業(yè)已進(jìn)入固態(tài)鋰離子電池（半固態(tài)電池）中試階段，2025年前可能實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。中國早在十年前已著手布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，多家電池廠商固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)先，越來越多的企業(yè)參與固態(tài)電池研究。國內(nèi)車企聯(lián)合電池企業(yè)，新興電動車制造商步伐較快，2025年前電動汽車有望搭載固態(tài)電池。造車新勢力憑借自身強大的實力、多維度跨界與全方位創(chuàng)新嶄露頭角，大有領(lǐng)跑之態(tài)。

日韓企業(yè)抱團研發(fā)，豐田計劃2022年實現(xiàn)搭載固態(tài)電池的電動汽車量產(chǎn)。由于意識到固態(tài)電池潛力巨大，日本很早就開始進(jìn)行研發(fā)，目前全球范圍內(nèi)日本企業(yè)的固態(tài)電池技術(shù)較為領(lǐng)先。韓國技術(shù)領(lǐng)先的三大電池企業(yè)也選擇聯(lián)合研發(fā)固態(tài)電池?？梢钥闯觯枕n無論是電池企業(yè)還是車企，在保有獨立研發(fā)團隊的基礎(chǔ)上，在固態(tài)電池的研發(fā)方面大多采用“抱團取暖”方式。

固態(tài)鋰電池的優(yōu)點

1、安全性能高：與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)鋰電池不易發(fā)生短路，體系溫度相對較低，因此產(chǎn)品爆炸概率更低；

2、能量密度大：固態(tài)電解質(zhì)不僅有較好的電化學(xué)性能，還有較小體積、較優(yōu)異的穩(wěn)定性，因此可以裝更多的高電壓正極材料，使能量密度大大提高；

3、循環(huán)性能好：使用固態(tài)電解質(zhì)后，鋰電池在充放電過程中不會形成SEI膜（固體電解質(zhì)介面膜）和出現(xiàn)鋰枝晶現(xiàn)象，這樣大大提升了產(chǎn)品的循環(huán)性和使用壽命；

4、具備柔性優(yōu)勢：：固態(tài)鋰電池可以制備成薄膜電池和柔性電池，相對于柔性液態(tài)電解質(zhì)鋰電池封裝更為容易、安全，未來可應(yīng)用于智能穿戴和可植入式醫(yī)療設(shè)備等；

5、更強的能量密度：固體電解液物理性能好，有效能夠抑制鋰單質(zhì)直徑生長組成的短路故障情況，促使能夠采用理論容量更強的金屬電極，固態(tài)電解質(zhì)的工作電壓窗口更寬，能夠運用電位更強的材料做正極而不吝焦慮電解質(zhì)溶液分化情況。

“里程焦慮”這一短板已成為新能源汽車進(jìn)一步推廣普及的主要障礙，而現(xiàn)有的鋰電池材料體系很快就要觸碰到能量密度的“天花板”。盡管國內(nèi)外車企和動力電池企業(yè)均看好固態(tài)電池，但業(yè)界對其最為樂觀的預(yù)計也要到2025年之后才能商業(yè)化應(yīng)用，而要技術(shù)完全成熟則可能要等到2030年以后。

固態(tài)電池的路還有點遠(yuǎn)，對于新能源汽車及動力電池企業(yè)來說，尋找其他能更快商業(yè)化的鋰電新材料體系也非常必要。集高能量密度、高理論比容量、低成本及環(huán)境友好于一身的鋰硫電池便是備選項之一。但鋰硫電池頗受詬病的“穿梭效應(yīng)”一直讓其沒有走出實驗室，應(yīng)用到新能源汽車領(lǐng)域。