商业化量产上车可能比市场预期的要快。
根据常州发布的消息,9月7日,中科固能硫化物全固态电解质生产基地项目签约仪式在常州举行。中国工程院院士陈立泉通过视频出席仪式并致辞。中科固能董事长吴凡和常州市领导出席了仪式。
图片来源:常州发布
据报道,该项目将分为两个阶段。第一阶段总投资10亿元,大规模生产全固态硫化物电解质材料。预计2025-2026年将满产,硫化物固态电解质膜、原材料和全固态电池将同年进行小规模试验。第二阶段总投资50亿元,计划在2030年前建设全固态电池产业园,支持上下游产业链将形成1000亿元的规模市场。
中科固能是固态电池的“新势力”
数据显示,中科固能全称溧阳中科固能新能源科技有限公司成立于2022年10月27日,至今不满一年。
中科固能的法定代表人是吴凡,其经营范围包括新材料研发、电池制造、电池零部件生产、电池销售、电池零部件销售等。
据了解,中科固能的核心团队由中国科学院物理研究所、长三角物理研究中心、天目湖先进储能技术研究所联合创办的吴凡科学家工作室组成。
中科固能硫化物全固态电解质生产基地项目将建成世界上第一条100吨硫化物固态电解质生产线,为未来1万吨硫化物固态电解质生产提供足够的实践经验和基础数据,在设备设计、工艺路线等方面取得世界领先地位。
固态电池在全球竞争
固态电池不仅安全性高,能量密度高,而且“高低温”性能优异,被视为下一代动力电池,是各国竞争的战略制高点。
目前,中国、日本、韩国、欧洲、美国等国家和地区对固态电池有明确的指标、期望和国家规划。
目前,固态电池行业普遍处于研发和试点阶段,中国、日本、韩国在固态电池开发领域处于领先地位,欧洲、美国政府和许多企业希望通过固态电池改变现有的电力和储能电池模式。
在实现全固态电池的路线方面,主要有三条技术路线:聚合物、氧化物和硫化物。硫化物固体电解质由于锂离子电导率最高,机械性能好,已成为最具潜力的技术方向之一。
不同的国家和地区对固态电池的技术路线有明显的偏见和乐观。例如,日本和韩国继续全面投资于硫化物全固态电池的研发,基本上没有氧化物路线;中国是世界上唯一一个选择氧化物和聚合物复合物的混合固液电解质路线的国家。
然而,为了真正实现大规模生产和应用,硫化物全固态电池仍面临着许多关键的基础科学问题和应用开发问题。
具体来说,日本是国家发展机制,一直以内阁组织的国家先进电池项目为主导。目前,共有3家汽车公司、5家电池公司、15家化工产品公司、6家研究所和9所大学投资研发。其中,丰田目前是世界上拥有最多全固态电池专利的公司,预计到2026年硫化物全固态电池的大规模生产将开始。
韩国以三星和LG新能源为代表。去年3月,三星宣布建设其第一条全固态电池实验线S-Line计划在2025年前开发大型全固态电池电池和全固态电池电池,并于2027年开始量产。
欧洲主要关注聚合物作为固体电池的电解质。然而,由于聚合物电导率过低,在相同的电池容量下,欧洲大规模生产的固体电池的实际电池寿命不如液体锂电池。
Solid在美国使用 以Power为主要代表,其技术路线非常明确,即始终以硫化物全固态电池为核心技术路线。
中国固态电池:半固态第一
目前,大多数国内企业以氧化物为电解质,推动固态电池的研发。
据完全统计,2022年以后,一些国内汽车公司开始携带半固态电池,如威来发布的ES6、E70由东风发布、蓝图发布的追风等车型大多配备了以氧化物为电解质的半固态电池。
然而,由于使用固态电解质减少,添加液体的固态电池的能量密度没有全固态那么高。例如,ES6配备的半固态电池的能量密度为360wh/kg。
因此,虽然国内半固态电池已经商业化,但由于能量密度不明显,导电性不如液态锂,氧化物电解质材料的价格也高于液态锂,半固态电池可能只是作为过渡产品。
值得一提的是,除了大规模生产的半固态电池外,中国科技大学马成教授最近开发了一种新型固态电解质氧氯化锆锂,其综合性能类似于最先进的硫化物和氧化物固态电解质,但成本不到后者的4%,这是中国固态电池领域的最新进展。
然而,该技术仍处于实验室阶段,最终能否大规模生产仍存在很大变数。
总结
目前,三种电解质聚合物、氧化物和硫化物作为固态电池的主流,存在不同程度的严重损伤,导致目前小规模生产的固态电池与液态电池相比不具有成本效益。
然而,在不断的技术进步和政府指导、科研机构、资本跟进和企业实施的共同帮助下,固态电池的真正大规模生产和装载可能不远。
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