动力电池终极博弈,青岛拿到“赛点”

2024-03-01 09:13 大众报业·半岛网阅读 (34027) 扫描到手机

       2024年刚开年,动力电池领域接连传出重磅消息。

  先是全球巨头量子景观公司宣布其固态电池通过了可破行业记录的50万公里耐久性测试;后有工信部明确释放“加大全固态电池技术攻关力度”的信号……海内外一系列“大动作”不难看出,全固态电池将成为新的一年新能源领域重点开“卷”的方向。

  一直以来,动力电池被誉为新能源汽车的“心脏”,是新造车生产最关键的一环,而全固态电池凭借远超于锂离子电池的能量密度和安全性等多重优势,被视为动力电池未来的终极形态。

  然而现阶段,无论是国内还是海外市场,受制于离子电导率、固固界面等技术问题和成本问题,全固态电池的产业化都面临一系列瓶颈,甚至有观点认为,谁能率先实现全固态电池的产业化,谁才能在全球新能源汽车市场掌握真正的话语权。

  最紧张的博弈时刻,各竞争者又站到了同一条起跑线,而在城市维度,近日取得国际领先全固态电池关键技术的青岛,率先拿到一个“赛点”。

化解锂电“焦虑”的终极方案

  相较于传统燃油车,新能源汽车的使用成本更低、智能化程度更高,从理论上来讲,驾驶体验是完全不会落下风的,但问题就出在电池上。

  例如,一辆普通的燃油车满油状态下能够轻松跑到700-800公里的续航里程,而市面上的纯电动车,满电状态下实际能跑到700公里的已经可以算是非常不错的续航成绩;再比如,普通燃油车加满一箱油的时间大概只需三分钟,而电动车的充电时间仍然以几十分钟来计算,即便是最具有优越感的换电技术,从车子进入到驶离换电站也得需要五分钟左右的时间;此外,低温环境下的电池性能问题、易燃易爆炸的安全性问题也都是悬在电动车头顶的“达摩克利斯之剑”。



图片来源:视觉中国

  于是,想办法提高电池的能量密度和安全性成为国内外科研机构、新能源企业致力的方向。目前市面上的电动汽车普遍搭载的是液态锂电池,能量密度上已经接近理论值的天花板300Wh/Kg,要想达到更高的能量密度,只有将现在的液态电解质升级为全固体电解质,进而可以选择活性更高的金属负极,来提高电池的能量密度。理论上讲,300Wh/Kg不过是全固态电池的起点,它能够将能量密度大幅提升至锂离子电池的2倍。而固态的形式体积更小,不易挥发不易燃,在安全性、充放电速度和循环寿命等方面也具有无可比拟的优势。

  以此次量子景观破行业纪录的固态电池为例,在经历了长达数月、1000多次充电循环测试后,其电池容量保持率仍高达95%以上,且测试数据显示,装备了该固态电池的电动汽车,在电池的全生命周期内,可以行驶超过50万公里,不会有任何续航能力衰退。

  可以说,如果要彻底化解新能源汽车的电池“焦虑”,全固态电池的研发与量产是一条必须探寻的理想方案。

有卖点无市场

  “在全固态电池的产业化方面,国内外都面临瓶颈,目前可以说中国与其他国家站在同一起跑线上。”中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教向记者坦言,对于新造车产销量早已遥遥领先的国内市场来说,难得与其他国家“步调一致”,而这也从侧面说明了全固态电池的商业化之难。

  “全固态电池还有很多难题需要解决,例如离子电导率问题、固固界面问题、成本问题等等。”于清教表示。此前,大众、丰田、宝马等全球汽车制造商都曾竞相押注全固态电池,但历经数十年的研究和数十亿美元的投资,作为技术密集型产业全固态电池,仍然有技术创新、高昂成本等问题难以解决。丰田作为最先开展固态电池研发的企业,更是将全固态电池的推测量产时间从此前的2027年推迟到了2030年以后。

  仅以成本为例,蔚来汽车曾透露,一块150kWh的半固态电池价格就已接近30万元,显然,对于大部分还在亏损中的新能源车企来说,很难入股这笔巨资投入却短期难盈利的生意。



图片来源:视觉中国

  记者梳理发现,尽管当前涉足固态电池产业的企业较多,但大多是停留在研发阶段,不少上市公司在最新回应固态电池材料进度方面多以测试、送样为主,更有上市企业直言尚不具备规模化、工业化生产能力。

  “目前国内企业多数从半固态电池入手,产业化进度会更快一些。”于清教表示,相较于国外死磕技术但进展缓慢的激进型全固态电池研究思路,国内一手抓全固态研发、一手抓半固态量产的渐进性技术路线更为实际,2023年我国已实现半固态电池的量产装车。

  “我国在新能源汽车、储能等下游消费市场培育较好,电池供应链相对完备,制造水平与成本控制等方面其实是具备很多优势的。”于清教分析道,因此即便是面对同一道难题,国内市场仍然可以掌握较大胜算。

国际领先!青岛拿到“赛点”

  面对日、韩、美、欧等国对全固态电池技术大力研发,如何打赢下一场电动化之战,是中国新能源汽车产业的新命题,而随之而来的,关于固态电池产业高地的争夺战也会在各城市之间打响。

  据不完全统计,截至目前,重庆、东莞、溧阳、义乌、湖州等城市均已完成固态电池相关项目的签约,总投资金额已经高达千亿元人民币,并且还将持续扩产。

  近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所完成了两项新能源产业关键技术——高性能碳基锂离子电容器关键产业技术、无机硫化物全固态电池关键技术的成果评价,这两项技术被一致认为整体达到了国际先进水平,并且具备广泛的应用潜力。



图片来源:视觉中国

  其中,无机硫化物全固态电池关键技术攻关项目,率先突破了全固态软包锂电池循环寿命差的技术难点,成功开发出长循环寿命的全固态软包锂电池,循环4000次,容量保持率为80%,目前,该项目正筹建硫化物全固态电池中试线,并有望实现产业化。

  而这也意味着,在新能源汽车产业上半场“慢了一小步”的青岛,在下半场电池革命的风口中“快了一大步”。

  事实上,近年来致力于新汽车产业的青岛,一直坚持科技创新与产业转化相结合的思路,注重科研单位与产业界的合作,不断探索新能源技术的发展路径。例如,由吉林大学青岛汽车研究院、中国石油大学、山东科技大学等高校单位及部分整车企业共同发起成立的青岛市汽车产业科创联盟,将整合优势资源,打造山东半岛功能最全、产业链最完整的汽车研发、制造、示范的汽车产业科创联盟,实现汽车产业研发资源在青岛的集聚共享。

既看得见技术,又看得见市场,青岛抢跑在“春天里”……

半岛网记者 景毅 吕华