固态电池成行业“新宠” 技术及成本或制约产业化应用

尽管与目前市场主流的三元锂电池相比，固态电池具有高能量密度、高安全性能高、高循环次数等优点，但也有行业人士认为，固态电池实现产业化应用还需假以时日。

2020上半年已过，与新能源汽车频繁的起火事故相呼应的，是业界对安全性、能量密度更高的固态电池的关注。在这一行业趋势下，包括大众等在内的传统整车制造企业均进一步加强了在固态电池领域的布局。

“如果使用全固态电池，公司的EV车型e-Golf的续航里程可以从现有的300公里提升至750公里。”在今年6月中旬完成对固态电池开发商QuantumScape的2亿美元增资后，大众集团给出了如是预测。而在6月初，国内新造车企业之一的浙江合众，也与清陶能源达成了深度合作，共同推进固态电池的研发与应用。

尽管与目前市场主流的三元锂电池相比，固态电池具有高能量密度、高安全性能高、高循环次数等优点，但也有行业人士认为，固态电池实现产业化应用还需假以时日。

“从最新的补贴政策来看，国家对于动力电池系统能量密度等技术指标没有做出更高的要求。当前的新能源市场仍然以政策为导向，对于企业来说没有足够的动力去应用成本更高的固态电池。”行业专家宋楠表示。

跨界布局固态电池

2019年12月，工信部发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)，对提高技术创新能力提出要求，其中便包括了“加快全固态动力电池技术研发及产业化”等条文。

在此之前，已有不少跨国车企开始布局固态电池产业。除了近期完成对固态电池研发企业增资，并准备在2025年建成一条固态电池生产线的大众集团外，宝马、丰田、戴姆勒等车企也已完成了相应的战略部署。其中，丰田执行总裁兼首席技术官寺岛茂树曾透露，丰田将在2020年推出一款搭载固态电池的新能源车型;而今年年初，戴姆勒宣布与加拿大魁北克水电公司合作开发固态电池技术，一旦达到量产状态，将在戴姆勒旗下的电动汽车上使用。

在国内的整车企业中，作为新能源汽车的两家代表企业，比亚迪和北汽亦在固态电池领域有所行动。比亚迪方面对记者表示，“比亚迪在固态电池方面已经有技术储备，但具体内容还不便透露。”

北汽集团旗下北汽产投则在2019年8月完成了对清陶(昆山)能源发展有限公司的投资，双方将在固态锂电池的产业化方面进行合作。

与清陶能源达成合作的还有新造车企业代表的合众汽车。“双方将以推动固态动力电池装车应用作为核心原则，旨在充分发挥固态动力电池技术潜力，加快固态动力电池整车验证与测试。”合众汽车相关负责人称，“清陶将作为合众唯一的固态动力电池合作伙伴，为合众提供高安全固态动力电池解决方案。”

在汽车产业链上游，据华经产业研究院统计，包括宁德时代、国轩高科、蜂巢动力等在内的、多达16家动力电池企业均已启动了固态电池的研发。

“宁德时代的研究方向为锂硫、锂空(锂空气电池)、全固态和钠离子电池。”2020年年初，宁德时代首席科学家吴凯对外透露称。

大规模推广尚需时日

尽管受到不少国际主流车企的追捧，但也有企业放弃了固态电池的研发。

2017年底，博世曾考虑斥资200亿欧元投入固态电池量产计划，并收购固态电池初创公司Seeo Inc，预计至2030年实现200Gwh的电池产能，但到2018年3月，博世宣布将放弃固态电池研发计划，同时出售了刚刚收购的Seeo Inc公司。

“固态电解质在安全性与部分电化学性能上虽优于液态电解质，但由于其固体的形态，也存在着先天的缺陷。譬如，固态电解质的锂离子迁移效率直接影响了固态电解质的离子电导率。”盖世汽车研究院资深分析师表示，目前绝大多数固态电解质的离子电导率低于液态电解质，影响了固态电池的实用性能。

除了较低的电导率导致的实用性下降，生产制造工艺也在一定程度上制约了固态电池的产业化进程。

“目前在实验室阶段固态电池技术已经有所突破，但要量产还存在着‘良品率’等问题。”宋楠认为，目前的固态电池技术尚未达到大规模量产的标准。

与宋楠持相近观点的还有上海劲邦资本合伙人王荣进。在王荣进看来，固态电池从样品验证到SOP验证至少需要6年时间。并且，固态电池预计先要在消费电子领域经过充分验证后，才有可能在电动汽车上使用。“2025年可能是固态电池产业化的关键时间点。”王荣进表示。

不仅是技术和工艺层面，对固态电池来说，推广成本也是目前大多数企业考量的因素之一。

“虽然固态电池的能量密度和安全性都更高，但成本较目前的液态电池高出不止两三倍，而从新的补贴政策看，(企业)并不会拿到更多的补贴，反而会增加成本。”宋楠表示。

有数据表明，当前半固态电池成本约2.5元-3元/wh，是普通动力电池的2倍-3倍。占据整车成本近40%的动力电池若无法控制成本，则将很难满足消费者对整车价位的需求。

“目前不少车企已经放弃了对电池能量密度的追求，转而向整车轻量化发展，从而提高续航能力。”宋楠进一步表示，“这样对于车企来说，整体成本都会降低。”