你追我赶的固态市场,技术“瓶颈”与挑战在哪里?
作为下一代动力电池技术,固态电池不仅具有高安全、高能量密度,而且“高低温”性能也很优良,是各国角逐的战略制高点。中国电池企业正全力以赴推进研发和量产,今年更是消息不断,呈现出时不我待的紧迫和火热交织的态势。
你追我赶“抢占”制高点
4月12日,宁德时代首次公布了全固态电池的研发进展,并计划在2027年实现小批量量产;
5月17日,国轩高科首次发布采用全固态电池技术的金石电池,电芯能量密度达350 Wh/kg,计划在2027年小批量装车实验;
5月24日,上汽集团宣布其全固态电池将于2026年实现量产,2027年实现装车量交付;
8月28日,中创新航推出“无界”全固态电池,能量密度达430Wh/kg,容量超过50Ah,计划于2027年小批量装车,2028年量产;
8月28日,鹏辉能源发布第1代固态电池,能量密度为280Wh/kg,2025年能量密度将达300Wh/kg以上;
9月1日,卫蓝新能源宣布“硫化物(全固态)电池今年就会有销售额;
9月9日,南都电源在投资者在互动平台回复提问表示,公司固态电池产品能量密度可达350Wh/kg,循环寿命2000次,已通过热箱、短路等国际安全测试。
此外,还有欣旺达规划在2026年实现全固态电池量产,东风汽车展示了新一代固态电池,上游多家材料企业宣布其研发的不同固态电解质已经实现小批量供货、设备企业宣布已完成首批固态电池设备交付·······
可以看到,从研发成果到量产时间,中国整个固态电池产业链的进展可以说是一马当先,且2027年是量产竞争的关键年。
在国外同样如此,比如日本汽车霸主丰田汽车就在近日宣布,下一代高性能版电池和全固态电池的开发和生产计划已经获得日本政府方面的认证,将于2026年进行量产。相比此前宣布的2027年,丰田车规级全固态电池的量产时间提前了一年!
而这种国内外企业的你追我赶,无外乎是为了抢占下一代动力电池制高点。
仍面临诸多挑战
不过,无论是目前实现了产业化突破的半固态电池,还是最高形态的全固态电池,在产业化、商业化的过程中,仍面临着诸多挑战。
中科院院士欧阳明高在今年1月的行业大会上曾表示,目前国内发展全固态电池产业面临的挑战是巨大的,具有跨学科的特性、技术门槛极高,包括材料界面、工艺、产业链、设备等。
其中在设备端,目前就聚合物、氧化物技术路线来说,所需的相关设备相对成熟一些,但是硫化物路线设备仍有很大的性能改进空间。
在技术上,硫化物固态电池电解质的材料有以下技术难点:固界面阻抗大、对空气及水分高度敏感、与常规正极材料兼容度差、对金属锂稳定性不足、生产工艺更加严苛复杂等。
可喜的是,针对固态电池对环境控制的更为严苛的要求,嘉盛环境旗下杭州捷丰工业转轮除湿机凭借着20余年的除湿技术沉淀以及超700GWH的电池除湿项目验证,已经有了稳定可靠、绿色节能的固态电池除湿解决方案,为电池固态化保驾护航。
为了适配固态电池更为严苛的环境要求,嘉盛环境技术团队总结了电池厂房中超10000台的捷丰除湿设备运行数据,推出了杭州捷丰新一代JF超低露点除湿机,该设备露点可达-75℃以下,同时具有智慧互联等优秀性能,更是利用采用先进的能源节约系统,通过热能回收和智能调控技术,实现了能源的最大化利用,最高可为电池厂家节能30%,单体厂房节省上千万元。
此外,捷丰JF系列新一代工业除湿机还采用了创新的模块化设计,六大核心模块——前处理模块、前主机模块、中表冷模块、后主机模块、送风模块和加热模块——各司其职,确保了设备的高效运行,大大提高了设备的灵活性,还使得维护和升级变得更加便捷。
“没有700+GWH的项目验证,除湿设备难言技术成熟。”这是嘉盛环境对于自己产品的坚持和信任。
也正是凭借这种坚持和信任,目前嘉盛环境旗下品牌捷丰工业转轮除湿机早已在各电池厂房中广泛应用,行业渗透30%+,客户覆盖宁德时代、中创新航、亿纬锂能、力神、远景、蜂巢能源、SK On、卫蓝新能源、清陶能源、孚能科技等全球电池头部企业及固态电池厂家,为嘉盛筑牢了电池“除湿之盾”,并将持续助力全球电池生产制造极致可靠、极致质量、极致成本。
总结
在设备之外,材料和制造成本也是全固态电池量产化应用的一大拦路虎。但审慎看待,锂离子电池也是历经重重挑战后,才逐步成为主流,全固态电池的发展必然也是艰难重重,不妨多一些等待。
毕竟,作为“急先锋”的半固态电池已经进入了1%的重要阶段。据业内统计,今年上半年国内半固态电池装机量已经超过2GWh。
展望未来,随着半固态电池技术规模化应用,以及全固态电池技术的持续攻关乃至商业化应用,包括正负极材料、隔膜、电解液和设备在内的整个产业链也将共启产业新篇章。
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