“全固態(tài)電池量產和商業(yè)化還面臨著諸多待解難題，而半固態(tài)電池可以兼容現(xiàn)有液態(tài)電池工藝設備和材料，能以較低成本量產，這是滿足市場應用的基本條件?！苯赵谏綎|棗莊國家高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)召開的第二屆下一代電池技術與市場應用研討會上，衛(wèi)藍新能源副總經理向晉指出，固液混合的半固態(tài)電池是當前市場的理想選擇。
業(yè)內人士進一步指出，未來全固態(tài)電池不一定能搭載到汽車上，半固態(tài)電池就能滿足高安全和高能量密度需求，或是車用動力電池領域的終極方案。
車企和資本競相追捧
經過十年的快速發(fā)展，液態(tài)鋰離子電池成本大幅降低，能量密度持續(xù)提高，已成為全球車用動力電池市場的主流產品。但同時，液態(tài)鋰離子電池起火爆炸事故頻發(fā)，市場對其安全性提出了更高要求。
“一個18650型號的鋰電池，其爆炸威力相當于一顆小型手榴彈，只是有鋼殼約束著?！睂幍氯f和投資集團投資部總監(jiān)喻軍指出，鋰離子電池做不到本征安全，其電解液用得越多就越危險。鋰電池行業(yè)發(fā)展到今天，老百姓最擔心的還是安全問題，其次才是能效和成本。因此，用固態(tài)電解質替代電解液具有更高的能量密度和安全性，被認為是電池行業(yè)的發(fā)展方向。
今年以來，固態(tài)電池成為資本市場、電池企業(yè)和各大車企爭先追捧的對象。1月9日，蔚來汽車在Nio Day上發(fā)布了150kWh固態(tài)電池，宣稱其能量密度達360Wh/kg；3月15日，大眾汽車在其首屆電池日上表示，未來動力電池的目標是固態(tài)電池；隨后，蜂巢能源、贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)也宣布跟進固態(tài)電池研發(fā)與生產。
準確的說，上述企業(yè)提及的固態(tài)電池是固液混合的半固態(tài)電池，電芯內仍存在5-15%的電解液。目前，業(yè)內將半固態(tài)和全固態(tài)電池一并統(tǒng)稱為固態(tài)電池，是相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池而言。
據(jù)了解，全球已有40多家固態(tài)電池生產商，我國有臺灣輝能、江蘇清陶、北京衛(wèi)藍、無錫海特等企業(yè)研發(fā)布局較早，前4家接近產業(yè)化，已建成至少中試規(guī)模實驗線，并有產品應用于無人機，開始商用。向晉認為，半固態(tài)電池有望在5年內實現(xiàn)規(guī)模量產，全固態(tài)電池預期在5-10年實現(xiàn)商業(yè)化應用。
全固態(tài)電池量產應用難度大
全固態(tài)電池應用并非易事，目前還存在很多技術難題尚未解決，如固態(tài)電解質和電極之間的界面阻抗大、電解質可塑性差、循環(huán)壽命仍待提高等?！安皇钦f實驗室做出一個綜合性很好的產品就能量產?！毕驎x坦言，固態(tài)電池量產受制于諸多因素，包括材料能否批量供應、成本控制能否達到客戶接受水平等。
不僅如此，經濟性決定了產品量產程度。中國電池產業(yè)研究院院長吳輝認為，液態(tài)鋰離子電池能效和經濟性已達最佳狀態(tài)，盡管仍存在能量密度與安全性等方面的問題，但在市場應用方面，液態(tài)電池無疑是最具經濟性的選擇。
天風證券研究所副所長楊誠笑也認為，鋰電池完全做到本征安全非常困難，要從市場化角度考慮其必要性，“固態(tài)電池最大優(yōu)勢是安全，但同時，要考慮電池進入市場是商業(yè)行為?！?BR> 在浙江鋒鋰新能源總經理許曉雄看來，固液混合的半固態(tài)電池或是動力電池領域的終級路線。以走向產品為目標，從能量密度、倍率、循環(huán)、工作溫區(qū)、安全性、量產能力和成本七個維度對比半固態(tài)電池與傳統(tǒng)液態(tài)電池性能，雖然半固態(tài)電池每一項指標不能達到完美，但有均衡綜合優(yōu)勢?！叭虘B(tài)電池低溫性能、成本、規(guī)模量產還難以突破，車載全固態(tài)電池不一定用得上。”他進一步強調，不要妖魔化固態(tài)電池，它不是一個概念，而是同時解決動力電池高比能和高安全兩大問題的一個途徑而已。
半固態(tài)電池綜合優(yōu)勢突出
隨著研發(fā)進程加快，固態(tài)電池能否顛覆現(xiàn)有材料體系也是業(yè)內關注的熱點。
對此，深圳新宙邦科技董事長覃九三持否定意見：“對電池能量密度要求特別高的部分領域會有固態(tài)電池的發(fā)展空間，但即便固態(tài)電池推出來，早期也不會在某些方面形成優(yōu)勢，不同方案有不同特長?，F(xiàn)在是動力電池技術百花齊放的時代，哪個技術率先突破都可能。”
相比之下，半固態(tài)電池可兼顧液態(tài)電池和全固態(tài)電池的性能優(yōu)勢，可以最大程度兼容現(xiàn)有工藝、設備及材料，具備快速落地的可能。據(jù)了解，衛(wèi)藍新能源已于去年實現(xiàn)半固態(tài)電池量產和批量銷售，之所以能快速推向市場，就是因為盡可能地借用現(xiàn)有液態(tài)電池裝備和工藝，其中僅有10%-20%的工藝設備要求不同，主要包括固態(tài)電解質膜引入、原位固化工藝、負極一體化工藝等。
許曉雄指出，固態(tài)電池不會顛覆鋰離子電池生產線，半固態(tài)電池在裝配上與現(xiàn)有液態(tài)電池生產線有超過80%的兼容性，剩下20%可以通過生產線改造完成，不需要大改就能實現(xiàn)規(guī)模化、自動化和高效量產。
即使是全固態(tài)電池，對現(xiàn)有材料體系的影響也有限。吳輝認為，全固態(tài)電池會完全取代電解液和隔膜，但正負極活性材料還將保持原有材料體系，如開發(fā)高能量密度全固態(tài)或固液混合電芯的正極材料還是高鎳三元，負極材料仍是石墨或硅碳等，銅鉑、鋁鉑仍用于正負級，卷對卷工藝和電池組裝工藝也沒有太大變化。
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