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产业化加速 造车新势力偏爱固态电池

固态电池作为下一代重要的新型技术路线之一,一直被寄予厚望。日前,哪吒汽车正式与清陶能源达成全面深度合作,共同推进固态电池的研发与应用,并加快在新能源汽车上的商业化落地。这是继天际汽车、蔚来汽车、爱驰汽车之后,又一家战略布局固态电池的新造车势力车企;固态电池的新能源汽车商业化进程在持续加速。

电池中国网注意到,此次与哪吒汽车达成合作的清陶能源,是一家专注于新能源材料技术产业转化的技术企业,目前已经构建了固态锂电池产业化的自主知识产权体系。早在去年11月,清陶能源可日产1万只固态电池的固态锂电池产线就已经投产,电池能量密度可达400Wh/kg以上,产品将主要投用于特种电源、高端数码等领域,预计在2020年进入动力电池应用领域。

据了解,由清华大学南策文院士团队创建的清陶能源是国内较早开展全固态锂电池技术研发的团队之一。围绕固态锂电池研发,公司申报的专利已近100项,目前已攻克了固态电解质材料量产、固态电解质膜成型技术、复合正负极配方工艺、极片与电解质膜间固-固界面等一系列问题,成功实现了氧化物固态电解质材料、功能型离子导体陶瓷复合隔膜等研发成果的产业化。

从市场情况来看,新造车势力在动力电池等核心技术领域的布局向来比较大胆,比如蔚来ES6成为第一批装配宁德时代NCM811电池的车型,拥有更高的能量密度和续航里程。但现有的液态锂动力电池体系下很难做到性能和安全性的平衡,因此对下一代动力电池技术的探索就势在必行。

业内普遍认为,固态电池是未来主要发展趋势。固态锂电池负极可采用金属锂,电池能量密度有望达到300~400Wh/kg甚至更高,可匹配高电压电极材料,进一步提升质量能量密度,在支持电动汽车长距离行驶方面更有优势。与目前市面上的液态锂离子电池相比,固态电池使用固态电解质,不可燃、无腐蚀、不挥发,且不存在漏液问题。

今年可以说是车企布局固态电池的爆发之年。就在上个月,爱驰汽车与辉能科技达成合作协议,双方将共同开展固态电池作为车载动力电池相关技术的开发与应用,推进动力固态电池商业化落地。今年8月,蔚来汽车与辉能科技达成战略合作,双方将共同打造采用辉能MAB固态电池包的样车。未来随着样车下线,双方将就固态电池包的生产合作展开更为深入讨论。

在蔚来汽车之前,天际汽车于2019年年初展出了国内首辆配装固态电池的电动汽车ME7样车。天际汽车董事长兼CEO张海亮表示,天际固态电池将于2021年批量生产并装车上市,电芯能量密度可以超过300Wh/kg。届时,天际汽车或将成为国内首家采用固态电池的主机厂,天际ME7也将可能成为国内首款以固态电池作为动力来源的新能源汽车。而在今年4月上海车展期间,天际汽车就与辉能科技达成了固态电池业务方面的合作。

据悉,与三家新造车势力都达成合作的辉能科技,其实早在几年前就实现了固态电池的量产,不过那些产品主要应用在消费电子领域,近两年来公司则加速了在新能源汽车领域的布局。辉能科技于2013年在台湾建成的G1工厂,是全球首家可以实现固态锂电池卷片生产的产线,并计划于2019年年底完成1GWh的扩建,届时其固态电池总产能将达1.5~2GWh。

除了和整车厂达成协议,辉能科技还加强了与电池企业的合作。2019年4月,辉能科技与南都电源就固态电池生产技术授权合作案达成初步共识,辉能科技授权能量密度约240Wh/kg的固态电池电芯生产技术给南都电源,并提供生产所需之核心设备与材料,而南都电源将建首条1GWh规模的固态电池生产线。

不仅是国内车企,国外车企也纷纷大力布局固态电池。

前不久,雷诺汽车高级副总裁吉尔斯·诺曼德表示,到2025年,雷诺旗下电动汽车可能会使用钴含量为零的固态电池。早在2018年年初,雷诺-日产-三菱联盟设立10亿美元风投基金,其首个投资项目即为无钴固态电池研发。同年3月,丰田及雷诺-日产-三菱联盟分别表示,拟在2022年至2025年间推出搭载固态电池的电动汽车。随后,大众也在当年7月宣布将于2025年前生产固态电池。

不过,固态电池虽然被寄予厚望,但是不少业内专家也指出,目前固态电池仍存在电解质材料和电极材料研究受阻,及界面高阻抗未能得到有效解决等问题。具备良好性能的材料成本高昂,而成本可接受的材料导电度与稳定性却表现不佳。因此,目前固态电池仍面临着技术突破与成本控制的双重难题。

但相信,随着广大科研工作者和产业同仁的不懈努力,固态电池技术难题在不久的将来将会被一一攻破。

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