金属氧化物是电解质吗

2024-05-0605:02:10综合资讯1

未来10—20年,中国固态电池企业将以技术储备为主,辅以市场应用。其主要发展方向瞄准30万元以上豪华车市场及航空市场。

文 | 尹路

编辑|马克

近年来,固态电池受到广泛关注,因其在电芯能量密度、安全性、充放电性能方面拥有巨大潜力,被誉为电池领域的下一代产品。目前应用于消费电子产品和车用动力电池领域的固态电池,相较于人们的预期仍有差距。

现阶段,固态电池技术分类标准存有争议。主流分类将固态电池分为全固态和半固态两大类,其中半固态电池与液态锂电池在性能指标上差距不大。业界观点认为,固态电池应当在电芯能量密度、安全性、充放电性能等方面大幅超越现有的液态锂电池,而半固态电池尚未达到这一标准。

虽然半固态电池在电解质中可燃物占比较低,起火风险相对较小,但与近两年发布的液态锂电池相比,安全优势并不明显。液态锂电池通过各种安全技术应用,能最大程度地实现只冒烟,不起火,消费者无法从根本上识别半固态电池与液态锂电池的安全差异。

对消费者而言,固态电池的本质特征在于性能指标的显著提升,而非电解质材料的固体属性,现阶段的半固态电池还难以称得上 véritable 固态电池。

固态电池的开发离不开技术突破,新型正负极材料和电解质材料的研发至关重要。近期,太蓝新能源发布一款达到车规级的全固态电池,然其仅处于实验室样品阶段,量产面临工程和工艺等一系列难题,需要数年时间逐一攻克。

尽管存在技术难题,固态电池发展面临的最大障碍仍是成本和应用。固态电池的材料成本远高于液态锂电池,如氧化物电解质的成本至少数百元/公斤,而液态电解液的关键原料六氟磷酸锂的成本仅数十元/公斤,价格差距明显。

以蔚来的150KWh半固态电池包为例,其成本相当于一台蔚来ET5的价格,约30万元,是普通电池包的3倍。如此高昂的成本严重阻碍了固态电池的应用,纵使全固态电池未来5-10年投入应用,也仅会集中在极少数高端豪华产品线。

随着液态锂电池成本的持续优化,固态电池的应用阻力进一步增大。2024年,磷酸铁锂电池的电芯成本将降至0.4元/Wh以内,三元锂电池降至0.5元/Wh以内,逼近0.3元/Wh大关。

液态锂电池成本越低,固态电池的应用阻力就越大。即便全固态电池未来投入应用,也仅会用于高毛利的旗舰产品,而销量主力依然会采用三元锂或磷酸铁锂材料的电池。这将导致车企形成高低搭配的配置模式,固态电池的大规模应用进程受阻,整个行业沉湎于小规模、高毛利的舒适区,缺乏动力与液态锂电池竞争成本。

当前,中国在固态电池研发领域处于全球领先地位。北京卫蓝新能源、清陶能源、太蓝新能源等新兴企业与宁德时代、赣锋锂业、天赐材料等传统电池巨头齐头并进,大力投入固态电池相关技术研究,确保中国在固态电池研发领域处于第一梯队。

固态电池的突破应谨慎期待,技术突破仅仅是征程的开端。量产、成本控制和应用推广,每一道关隘都异常艰巨。凭借中国庞大的市场份额和全球领先的电池产业链优势,中国企业具备了得天独厚的先天条件。在未来10-20年中,以技术积淀为核心,辅以市场应用,锁定30万元以上豪华车市场和航空领域,将是中国固态电池企业率先发力的战略方向。