據英國金融時報報道,日本TDK近日宣布其在小型全固態電池所用材料方面取得突破,成功研發出一種全新的全固態電池材料。
該新材料的能量密度達到1000Wh/L,是TDK目前量產電池的約100倍。
報道還稱,此次開發的電池將由全陶瓷材料制成,具有氧化物基固態電解質和鋰合金負極,該集團計劃從明年開始向客戶提供新電池原型的樣品,并在之后投入大規模生產。
01日本新能源產業的希望?
全固態電池作為下一代電池技術的代表,其核心優勢在于將傳統液態電解質替換為固態,在安全、能量密度和續航能力上的巨大優勢。
當前,汽車行業和動力電池行業對固態電池技術寄予厚望,豐田、日產、松下都宣布已在固態電池的研發上取得不同程度的進展。
2023年6月,豐田公司宣稱,已經開發出“全固體電池”,充電10分鐘,續航就能達到1200公里。
2023年10月,豐田宣布出光興產合作,為量產固態電池做準備,預計2027年至2028年實現商用化。
今年3月,日本電池大廠Maxell宣布將量產用于產業機械等用途的大容量全固態電池。
今年4月,日產汽車表示將橫濱發動機工廠內設立一條全固態電池試生產線,計劃于2025年3月啟動,2028年底前實現大規模量產。
松下控股也宣布,將在2025-2029年量產一種小型全固態電池,預計充電3分鐘左右可達到電池容量的80%。
日本車企和電池企業紛紛將全固態電池看作扭轉在其電動化領域的落后局面的“王牌”。
市場調查機構富士經濟估計,到2040年全固態電池市場將增長到38605億日元。
不過值得注意的是,結合多家企業給出的全固態電池產品的信息可以看出,日本企業正嘗試跳過液態鋰電池和半固態電池的自主研發,直接步入全固態電池階段。
雖然動作頻頻,但顯然全固態電池的規模化量產對于基礎科技和產業鏈完整度是極大的考驗,且多數日本企業并未公布全固態電池的能量密度、生產成本、使用壽命等具體信息,因此上述量產規劃能否準時兌現尚且存疑。
02固態電池開啟量產競賽
即便面對諸多挑戰,全固態電池仍舊具有不可爭辯的優勢。
近年來,我國已將固態電池列入行業重點發展對象并提出加快研發和產業化進程,頭部電池企業寧德時代與比亞迪近期更是接連公布了量產計劃。
寧德時代方面,以1—9評分體系計算,寧德時代固態電池的的技術成熟度大概在4分的水平,目標是到2027年實現全固態電池小批量生產。
比亞迪方面,弗迪電池可能選用了高鎳三元(單晶)+硅基負極(低膨脹)+硫化物電解質(復合鹵化物)的技術路線,質量比能量密度400Wh/Kg,或計劃在2027年實現小批量量產。
此外,太藍新能源也宣布成功制備出首塊車規級720Wh/kg全固態鋰金屬電池;廣汽成功構建了全固態電池的完整制造工藝流程,計劃2026年應用于昊鉑車型;上汽也透露,全固態電池基于聚合物-無機物復合電解質技術路線,將于2026年實現量產。
不過全固態電池本身也并不是無懈可擊。
從技術角度來說,全固態電池仍有固態電解質空氣穩定性差、固態電池固-固界面不穩定等痛點需要解決。
從產業鏈角度來說,全固態電池所需的全新的工藝和裝備成本高昂,且對產業鏈具有顛覆性影響。
諸多因素影響下,目前全固態電池仍未能從實驗室走向量產,半固態電池量也僅限于小批量示范運營,未來誰能掌握固態電池市場的話語權,還未可知。