當前，全球新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奔涌如潮，各家車(chē)企都爭相在這一新的賽道搶占先機。由于傳統的動(dòng)力鋰電池在能量密度、安全性方面的局限，性能更為強大的固態(tài)電池成為未來(lái)頗被看好的研發(fā)方向。
進(jìn)入2020年，固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)程似乎正在加速。近日，豐田與松下合作成立了一家合資公司，新公司將從今年4月開(kāi)始運營(yíng)，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)固態(tài)電池。其實(shí)，豐田早在2008年就已經(jīng)開(kāi)始了研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)之路。2014年豐田就透露2025年左右要實(shí)現固態(tài)電池汽車(chē)量產(chǎn)。豐田執行副總裁兼首席技術(shù)官寺島茂樹(shù)在今年?yáng)|京車(chē)展前夕透露，豐田將在2020年?yáng)|京奧運會(huì )期間推出一款搭載固態(tài)電池技術(shù)的新能源車(chē)。
在固態(tài)電池的研發(fā)上，以豐田為代表的日本企業(yè)最為積極。事實(shí)上，日本從2018年開(kāi)始舉全國之力研究車(chē)載全固態(tài)電池，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機構(NEDO)啟動(dòng)的開(kāi)發(fā)全固態(tài)電池的項目，2018-2022年將投入100億日元，吸引豐田、日產(chǎn)、本田技術(shù)研究所等汽車(chē)廠(chǎng)商以及松下、杰士湯淺等電池企業(yè)共同研發(fā)。該項目致力于固態(tài)小型電池領(lǐng)域實(shí)現商用化，而其中豐田在固態(tài)電池領(lǐng)域擁有大量專(zhuān)利，占據全球固態(tài)電池專(zhuān)利數量13%，是全球擁有專(zhuān)利數量最大的企業(yè)。
除了豐田外，前不久戴姆勒與加拿大魁北克水電公司宣布建立合作關(guān)系，共同開(kāi)發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。雙方合作目的是測試新材料，加速固態(tài)電池量產(chǎn)應用。戴姆勒方面表示，電池是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵零部件，固態(tài)電池將是下一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。一旦該固態(tài)電池達到量產(chǎn)狀態(tài)，將在戴姆勒旗下電動(dòng)汽車(chē)上使用。據戴姆勒方面透露，2020年有可能看到乘用車(chē)固態(tài)電池原型產(chǎn)品。
在國際上，全球知名車(chē)企包括雷諾、寶馬、大眾、現代等也都已經(jīng)大量投資固態(tài)電池。雷諾汽車(chē)表示，到2025年旗下電動(dòng)汽車(chē)可能會(huì )使用鈷含量為零的固態(tài)電池;大眾也在2019年宣布將于2025年前生產(chǎn)固態(tài)電池;而寶馬積極和Solid Power在固態(tài)電池方面深度合作，有望于2026年實(shí)現固態(tài)電池突破性進(jìn)展并隨后量產(chǎn);現代汽車(chē)則選擇投資初創(chuàng )固態(tài)電池材料企業(yè)Ionic Materials來(lái)布局，預計2025年可實(shí)現固態(tài)電池量產(chǎn)。
近年來(lái)，包括中國、美國、歐洲等在內的全球市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)生了眾多新能源汽車(chē)自燃起火事故，涉及特斯拉、蔚來(lái)、比亞迪等知名電動(dòng)汽車(chē)品牌。由于傳統鋰離子電池采用的是有機液體電解液，在過(guò)度充電、內部短路等異常的情況下，電池容易發(fā)熱，造成電解液氣脹、自燃甚至爆炸，存在嚴重的安全隱患。而全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統有機液態(tài)電解液，有望從根本上解決電池安全性問(wèn)題，是電動(dòng)汽車(chē)和規?；瘍δ芾硐氲幕瘜W(xué)電源。
按照《中國制造2025》確定的技術(shù)目標，2020 年鋰電池能量密度到 300 Wh/kg，2025 年能量密度達到 400 Wh/kg，2030 年能量密度達到 500 Wh/kg?；诂F有體系鋰電池的能量密度雖然可以達到300Wh/Kg，但是很難繼續提升。中國科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高曾表示，基于各國動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)的比較，短期來(lái)看是液態(tài)電解液的鋰離子電池，發(fā)展高鎳三元正極和硅炭負極，中長(cháng)期將從液態(tài)電解質(zhì)電池逐步過(guò)渡到全固態(tài)電池。
值得注意的是，在固態(tài)電池的應用推進(jìn)上，國內車(chē)企也表現出極大的興趣，其中造車(chē)新勢力可堪稱(chēng)先鋒。
其中，蔚來(lái)汽車(chē)與輝能科技于2019年8月達成戰略合作，雙方將共同打造采用輝能MAB固態(tài)電池包的樣車(chē)。未來(lái)隨著(zhù)樣車(chē)下線(xiàn)，雙方將就固態(tài)電池包的生產(chǎn)合作展開(kāi)更為深入討論。同年9月，愛(ài)馳汽車(chē)與輝能科技達成合作協(xié)議，雙方將共同開(kāi)展固態(tài)電池作為車(chē)載動(dòng)力電池相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應用。同年10月，哪吒汽車(chē)正式與清陶能源達成全面深度合作，共同推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)與應用，并加快在新能源汽車(chē)上的商業(yè)化落地。
此外，天際汽車(chē)于2019年年初展出了國內首輛配裝固態(tài)電池的電動(dòng)汽車(chē)ME7樣車(chē)。天際汽車(chē)董事長(cháng)兼CEO張海亮表示，天際固態(tài)電池將于2021年批量生產(chǎn)并裝車(chē)上市，電芯能量密度可以超過(guò)300Wh/kg。
事實(shí)上，在中國全力研發(fā)固態(tài)電池已經(jīng)上升到國家戰略層面。2019年12月，國家工信部發(fā)布《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035年)》(征求意見(jiàn)稿)，在“實(shí)施電池技術(shù)突破行動(dòng)”中，加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化被列為“新能源汽車(chē)核心技術(shù)攻關(guān)工程”。
不過(guò)，固體電池的風(fēng)口雖將要到來(lái)，但是業(yè)內預計，固態(tài)電池技術(shù)真正成熟可能需要等到2025年前后，真正具備量產(chǎn)能力可能需要等到2030年前后。而到了2030年，全球固態(tài)電池需求有望接近500GWh。
