近期，“固態(tài)電池”的概念在新能源汽車行業(yè)內(nèi)刮起了一陣狂風(fēng)。

2月7日，贛鋒鋰業(yè)發(fā)布消息稱，搭載其三元固液混合鋰離子電池的純電動(dòng)SUV賽力斯SERES－5計(jì)劃于今年3月開始交付。在贛鋒鋰業(yè)這一重磅消息的推動(dòng)下，固態(tài)電池相關(guān)概念股也在蠢蠢欲動(dòng)。

(資料圖片僅供參考)

而早在2021年初，蔚來汽車在發(fā)布其首款旗艦型轎車ET7時(shí)就透露，ET7會(huì)搭載全新研發(fā)的固態(tài)電池，其固態(tài)電池技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)360Wh／kg的能量密度。

我們知道，新能源汽車中應(yīng)用最為廣泛的電池種類就是化學(xué)電池，其中三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鎳氫電池等運(yùn)用最為廣泛，是堪稱“元老級(jí)”一般的存在。

而固態(tài)電池和半固態(tài)電池作為電池領(lǐng)域的后起之秀，因?yàn)楦鼜?qiáng)的綜合性能，尤其是安全性，進(jìn)而被大家期待。

那么，固態(tài)電池和半固態(tài)電池究竟是什么？它們和傳統(tǒng)鋰電池相比究竟有怎樣的優(yōu)勢？其概念如此火爆，究竟吸引了多少知名車企競相投資研發(fā)？新能源電池的未來又將何去何從呢？

1、何為“半固態(tài)電池”？

其實(shí)，所謂固態(tài)電池就是使用固態(tài)電解質(zhì)代替電解液的鋰電池。

液態(tài)電解質(zhì)易燃是造成新能源汽車安全問題的根本原因之一。固態(tài)電池把液態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)換為不易燃燒的固態(tài)電解質(zhì)，電解質(zhì)機(jī)械和化學(xué)特性更加穩(wěn)定，靜態(tài)壽命和循環(huán)壽命都得到了大幅度的提升。另外，固態(tài)電池能量密度目前已經(jīng)接近400Wh／kg，遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)電池250Wh／kg的能量密度，優(yōu)勢十分顯著。

全固態(tài)電池不可燃、無腐蝕、耐高溫、不揮發(fā)，安全系數(shù)直線上升。

半固態(tài)電池是固態(tài)電池的一種，只不過它的電解質(zhì)采用固液混合形態(tài)，而不是全部使用固態(tài)電解質(zhì)，其電池中電解液質(zhì)量占比在5－10％左右。

對(duì)于隔膜結(jié)構(gòu)，半固態(tài)電池仍然需要保留隔膜來分隔正負(fù)極的；而在全固態(tài)電池中，隔膜是否需要被保留因各方案設(shè)計(jì)差異而不能確定。

目前，無論是在市場供應(yīng)鏈方面，還是在技術(shù)量產(chǎn)應(yīng)用方面，半固態(tài)電池都是從液態(tài)鋰電池過渡到全固態(tài)電池的中間地帶的存在。

因而，在業(yè)內(nèi)也有另外一種聲音，半固態(tài)電池依然是液態(tài)電池，所謂半固態(tài)電池，更多是一種文字游戲。

不論如何，能否最終實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)鋰電池轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆珣?yīng)用固態(tài)電池，走好中間的半固態(tài)電池發(fā)展之路尤其關(guān)鍵。

2、“半固態(tài)電池”前景如何？

相比燃油汽車，新能源汽車一直存在著續(xù)航短、安全隱患較大的劣勢，這也在很大程度上影響了消費(fèi)者的購車取向。傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池不僅局限了電池性能，容易衰老，而且安全隱患大，已經(jīng)處在發(fā)展瓶頸期。而固態(tài)電池在能量密度上將有明顯提升，安全性能也會(huì)得到大幅改善，無疑是新能源汽車領(lǐng)域的福音。

但就目前而言，實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化還任重道遠(yuǎn)。2月20日，光大證券電力設(shè)備及新能源首席分析師殷中樞表示，“由于全固態(tài)電池尚有技術(shù)難點(diǎn)有待突破，從目前整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段看，全固態(tài)電池如果達(dá)到商業(yè)量產(chǎn)，可能至少需要五年，甚至更多的時(shí)間。”

除了電解質(zhì)界面不穩(wěn)定等技術(shù)難點(diǎn)外，固態(tài)電池的量產(chǎn)成本和對(duì)現(xiàn)有供應(yīng)鏈的沖擊程度也是導(dǎo)致其短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要原因。

在這樣的困境之下，作為“折中方案”的半固態(tài)電池就成為了“退而求其次”的首選。

一方面，半固態(tài)電池成本更低，能量密度雖比不上全固態(tài)電池，卻也足夠高，在傳統(tǒng)的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池面前占有一定優(yōu)勢。

另一方面，相比于全固態(tài)電池，半固態(tài)電池對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的沖擊也要小很多。半固態(tài)電池的正負(fù)極基本延續(xù)了鋰電技術(shù)路線，其供應(yīng)鏈和現(xiàn)有供應(yīng)鏈重合度更高，因此對(duì)于現(xiàn)有供應(yīng)鏈并不會(huì)造成顛覆性沖擊。

此外，用固體電解質(zhì)替代部分電解液使得半固態(tài)電池的電解液不易蒸發(fā)和膨脹，相比傳統(tǒng)電池能更有效地抑制電池起火和漏液，在安全系數(shù)方面也有不少提升。

如此看來，固態(tài)電池的普及運(yùn)用顯然是大勢所趨。

半固態(tài)電池集安全系數(shù)高、能量密度大、成本低、技術(shù)難度較低以及對(duì)現(xiàn)有供應(yīng)鏈沖擊小等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)于一身，前景無限廣闊，是當(dāng)之無愧的前沿電池技術(shù)。

3、部分“半固態(tài)電池”供應(yīng)商

目前，國內(nèi)主要的幾家半固態(tài)電池開發(fā)商如衛(wèi)藍(lán)新能源、贛鋒鋰業(yè)、國軒高科、孚能科技等均已實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。

衛(wèi)藍(lán)新能源采用了原位固態(tài)化的技術(shù)，截至目前已經(jīng)開發(fā)了150Wh／kg的固液混合儲(chǔ)能電池、270Wh／kg針對(duì)無人機(jī)的高比能混合固液電池以及300Wh／kg混合固液的動(dòng)力電池。

衛(wèi)藍(lán)新能源與蔚來汽車合作，其350Wh／kg以上、單次充電續(xù)航1000km的半固態(tài)電池產(chǎn)品將在蔚來汽車ET7上量產(chǎn)應(yīng)用。22年11月，衛(wèi)藍(lán)新能源首顆半固態(tài)電芯在湖州下線。預(yù)計(jì)24～25年會(huì)推出400Wh－500Wh的產(chǎn)品。

2021年，贛鋒鋰業(yè)與東風(fēng)公司簽約，主要產(chǎn)品有東風(fēng)E70固態(tài)電池系統(tǒng)，續(xù)航里程超過500km。其模組采用鋁合金框架＋上下高精度拼縫激光焊接技術(shù)，領(lǐng)先于軟包模組行業(yè)平均水平。去年8月，贛鋒鋰業(yè)又與廣汽埃安簽約成為了戰(zhàn)略合作伙伴。

孚能科技、國軒高科等領(lǐng)跑企業(yè)也在積極進(jìn)行固態(tài)及半固態(tài)電池的技術(shù)研發(fā)，并且取得了顯著成效，均進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化階段。

除了和國內(nèi)知名車企合作，輝能科技在去年也先后和梅賽德斯奔馳、越南車企Vinfast簽署了合作協(xié)議。

下圖展示了部分半固態(tài)電池開發(fā)商的代表產(chǎn)品及其特點(diǎn)。

4、“半固態(tài)電池”裝車情況

今年以來，在半固態(tài)電池技術(shù)日趨成熟的情況下，多家新能源汽車企業(yè)紛紛加快了在半固態(tài)電池領(lǐng)域開發(fā)合作的步伐。

東風(fēng)嵐圖“追光”汽車搶占先機(jī)，搭載采用半固態(tài)電池的82kWh電池包，是行業(yè)首個(gè)乘用車量產(chǎn)裝車案例。1月13日，嵐圖追光首批量產(chǎn)車型正式下線。

2月6日，蔚來汽車總裁秦力洪在媒體溝通會(huì)上表示，搭載150kWh半固態(tài)電池包的ET7車型將于今年上半年正式推出。

次日，贛鋒鋰電宣布，搭載其三元半固態(tài)電池的純電動(dòng)SUV賽力斯－SERES－5規(guī)劃于2023年上市。

半固態(tài)電池逐漸開始裝車，標(biāo)志著我國已經(jīng)進(jìn)入了固態(tài)電池滲透率的關(guān)鍵突破階段。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)：半固態(tài)電池的商業(yè)化轉(zhuǎn)折點(diǎn)將會(huì)出現(xiàn)在2024－2025年，全固態(tài)電池或?qū)⒂?030年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

（部分國內(nèi)新能源汽車品牌“半固態(tài)電池”裝車情況）

事實(shí)上，固態(tài)鋰電池已經(jīng)在全球范圍內(nèi)掀起了熱潮。

近來，眾多知名車企如寶馬、大眾、豐田等都在加快相關(guān)方面的研發(fā)布局。有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測稱，到2030年，全球固態(tài)電池需求有望達(dá)到500GWh，屆時(shí)估計(jì)會(huì)形成3000億元以上的市場規(guī)模。

關(guān)鍵詞： 能量密度 贛鋒鋰業(yè)