多家公司發(fā)力全固態(tài)電池賽道配套裝備材料是挑戰(zhàn)

上海證券報 · 2024-05-28 09:48:52

全固態(tài)電池因高安全性和高能量密度被視為下一代鋰電池的優(yōu)選，但產(chǎn)業(yè)化仍面臨材料、界面等技術(shù)難題。......

多家中國車企如上汽和廣汽正加速全固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，計劃在2026年和2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)和新車搭載。全固態(tài)電池因高安全性和高能量密度被視為下一代鋰電池的優(yōu)選，但產(chǎn)業(yè)化仍面臨材料、界面等技術(shù)難題。產(chǎn)業(yè)鏈伙伴在裝備和材料方面提供支持，多家上市公司積極布局相關(guān)技術(shù)。

新能源汽車的“心臟”——動力電池有望迎來具有里程碑意義的技術(shù)迭代。作為國內(nèi)汽車銷量最多的上市車企集團(tuán)，上汽集團(tuán)日前正式發(fā)布面向“新賽道”的新一代底座技術(shù)。上汽集團(tuán)表示，2026年公司全固態(tài)電池將量產(chǎn)，2027年搭載全固態(tài)電池的新車也將實現(xiàn)量產(chǎn)。另一家上市車企廣汽集團(tuán)此前也確認(rèn)，其全固態(tài)電池計劃2026年上車。

上海證券報記者采訪獲悉，中國上市車企正在發(fā)力全固態(tài)電池技術(shù)賽道，其時間表甚至領(lǐng)先豐田等國際車企巨頭。5月27日，面對質(zhì)疑，上汽清陶負(fù)責(zé)人對記者表示，有信心更快實現(xiàn)全固態(tài)技術(shù)規(guī)模化。利元亨等全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈公司負(fù)責(zé)人也對記者表示，雖然挑戰(zhàn)很大，但是全固態(tài)電池方向是新能源汽車發(fā)展大勢所在。

上汽和廣汽發(fā)力全固態(tài)電池技術(shù)

日前，上汽集團(tuán)副總裁、總工程師、創(chuàng)新研究開發(fā)總院院長祖似杰在上汽新能源技術(shù)發(fā)布會上介紹，2024年以來，上汽集團(tuán)的固態(tài)電池、智能車“中央大腦”、數(shù)字智慧底盤等最新技術(shù)已實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用，助推上汽“七大技術(shù)底座”全面躍遷升級進(jìn)入2.0時代。

據(jù)記者了解，上汽的全固態(tài)電池，基于聚合物-無機(jī)物復(fù)合電解質(zhì)技術(shù)路線，將于2026年實現(xiàn)量產(chǎn)。新產(chǎn)品的能量密度更高，能量密度超過400Wh/kg，體積能量密度超過820Wh/L，電池容量能夠超過75Ah。安全性方面，在針刺以及200℃熱箱的場景下，上汽全固態(tài)電池能夠確保電芯不起火不爆炸。成本方面，基于材料和工藝的簡化和創(chuàng)新，從電芯端到PACK端，產(chǎn)品單位成本最多可降低40%。

按計劃，2024年10月，搭載上汽光年固態(tài)電池的上汽智己L6新車將正式交付用戶，新車搭載的電池能量密度超過300Wh/kg，續(xù)航里程超過1000公里。2026年，上汽全固態(tài)電池將實現(xiàn)交付量產(chǎn)，并完成樣車測試，能量密度超過400Wh/kg，這將是傳統(tǒng)動力電池的1倍以上；2027年，搭載全固態(tài)電池的智己新車將實現(xiàn)量產(chǎn)，并交付用戶；后續(xù)，能量密度有望進(jìn)一步提升至500Wh/kg。

在上汽集團(tuán)之前，廣汽集團(tuán)率先透露了其固態(tài)電池技術(shù)進(jìn)展。4月中旬，廣汽集團(tuán)總經(jīng)理馮興亞表示，借第三代海綿硅負(fù)極和高面容量固態(tài)正極技術(shù)，廣汽實現(xiàn)了全固態(tài)電池能量密度達(dá)到400Wh/kg以上，廣汽全固態(tài)電池計劃2026年上車，首先搭載于廣汽自主新能源品牌昊鉑的新車型。

業(yè)內(nèi)專家介紹，作為對傳統(tǒng)動力電池技術(shù)革命性的改變，全固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)而非液體電解液。由于鋰離子在不易燃燒的固體電解質(zhì)中移動，因此將大幅提高安全性。與此同時，全固態(tài)電池相比使用電解液的電池蓄電量更多、輸出功率更大。

由于全固態(tài)電池能夠大幅改善電動車的性能，國際車企巨頭豐田、日產(chǎn)、本田分別計劃于2027年、2028年和2030年開始向市場投放搭載全固態(tài)電池的電動汽車，供應(yīng)商企業(yè)韓國三星SDI、SK On、LG新能源也先后發(fā)布了全固態(tài)電池的商業(yè)化計劃。

“我們沒有刻意去對標(biāo)誰或者比較誰，而是按照自己的開發(fā)節(jié)奏和進(jìn)度設(shè)置目標(biāo)，但是我們有信心在國家產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢資源支持下，更快地實現(xiàn)規(guī)?；??！?月27日，針對市場的相關(guān)質(zhì)疑，上汽清陶總經(jīng)理李崢對記者說。上汽清陶是上汽集團(tuán)和清陶（昆山）能源發(fā)展股份有限公司的合資公司，是上汽集團(tuán)推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要布局。

資深汽車行業(yè)分析師梅松林認(rèn)為，動力電池是電動車的核心競爭力，已經(jīng)成為車企的兵家必爭之地。“第一家量產(chǎn)固態(tài)電池的廠商將領(lǐng)先于下一代電池技術(shù)，并將把電動汽車推向一個新高度，電動汽車替代傳統(tǒng)燃油車時代也將真正到來?！?/p>

產(chǎn)業(yè)鏈伙伴賦能全固態(tài)電池突破

中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高日前表示，與傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池相比，全固態(tài)電池放棄液態(tài)電解質(zhì)，轉(zhuǎn)而采用固態(tài)電解質(zhì)材料。這一差別使得全固態(tài)電池?fù)碛懈甙踩?、高能量密度、高功率和溫度適應(yīng)性等特點，被認(rèn)為是下一代鋰電池的首選方案之一。但目前全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍然面臨一系列難題，在關(guān)鍵材料、界面、復(fù)合電極、單體電池等層面都需要進(jìn)一步攻關(guān)。

歐陽明高表示，相較于中國，日本和歐美在液態(tài)鋰電池方面處于落后地位，其發(fā)展全固態(tài)電池的目標(biāo)，在于顛覆中國在液態(tài)鋰電池方面的優(yōu)勢。歐陽明高稱，未來3年至5年，中國應(yīng)打通全固態(tài)動力電池全技術(shù)鏈，實現(xiàn)對現(xiàn)有新能源車的動力電池?fù)Q代。

中國車企發(fā)力全固態(tài)電池，離不開產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴的助力賦能?？苿?chuàng)板上市公司利元亨日前表示，干法電極核心裝備項目開發(fā)成功，已申請并獲得多項發(fā)明專利和實用新型專利。由此，公司已具備生產(chǎn)固態(tài)電池的整線裝備研發(fā)與制造能力。

“公司為上汽清陶提供了兩條生產(chǎn)線設(shè)備?！?月27日，利元亨創(chuàng)始人、副董事長盧家紅對記者說。在她看來，全固態(tài)電池是未來新能源汽車技術(shù)發(fā)展的大趨勢，只是從目前實際來看，需要解決的成本問題和工藝穩(wěn)定性問題挑戰(zhàn)還很大。“從裝備角度來說沒有問題，但是電池生產(chǎn)的多維度技術(shù)耦合還需要時間?！?/p>

東方證券認(rèn)為，固態(tài)電池材料體系全面優(yōu)化，產(chǎn)業(yè)鏈存在較多潛在機(jī)會。電解質(zhì)為固態(tài)電池的關(guān)鍵創(chuàng)新點；正負(fù)極材料向高性能方向迭代，將打開高鎳三元、硅基負(fù)極乃至鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用空間；封裝多采用軟包路線，鋁塑膜需求有望提升。

近期，多家產(chǎn)業(yè)鏈上市公司透露了各自在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局和進(jìn)展。當(dāng)升科技表示，公司已針對電動汽車市場開發(fā)出固態(tài)電池用關(guān)鍵正極材料，產(chǎn)品已導(dǎo)入輝能、清陶、衛(wèi)藍(lán)新能源、贛鋒鋰電等固態(tài)電池客戶，并實現(xiàn)批量銷售。公司不生產(chǎn)納米氧化鋯，但已開發(fā)出含氧化鋯基的固態(tài)電解質(zhì)。

上海洗霸表示，公司已經(jīng)與中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所合作成立“固態(tài)電池先進(jìn)材料聯(lián)合創(chuàng)新實驗室”，受讓其固態(tài)電池粉體先進(jìn)材料領(lǐng)域相關(guān)國家授權(quán)發(fā)明專利。目前，公司針對性強(qiáng)化部分特種化學(xué)品在新能源新材料領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)，在固態(tài)電解質(zhì)等先進(jìn)材料領(lǐng)域獲得了一些關(guān)鍵核心技術(shù)。

翔豐華透露，公司儲備有可用于固態(tài)電池的負(fù)極材料生產(chǎn)技術(shù)，具備產(chǎn)業(yè)化基本條件，同時也在配合下游廠商針對固態(tài)電池開展合作。當(dāng)前相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)送樣，但用于全固態(tài)電池的負(fù)極產(chǎn)品尚未批量供貨。

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