“从当前全球固态电池研究和开发的进展中,固态电池技术尚未成熟,小规模的生产基本上将在2027年左右实现,并且在大规模之前需要更长的时间批量生产。”经济委员会副局长米奥·韦(Miao Wei)在中国人民政治咨询会议委员会常务委员会常务委员会委员会委员会上在第二届中国全稳态的电池创新和开发峰会论坛上说。
固态电池是指使用固体电解质的锂离子电池。它们具有更高的安全性和能量密度,被认为是下一代电动电池的技术方向。在此阶段,固态电池在技术指标中领先于三元锂电池。
从当前的工业布局来看,许多国际汽车公司正在固态电池场进行布局,并增加了他们在固态电池场的投资。但是,汽车中没有大量生产的固态电池。丰田预计,固态电池将从2027年至2028年进入实用阶段,并将在2030年之后进行大规模生产,预计三星将于2027年开始大规模生产。从国内情况来看,许多汽车公司已随时宣布了时间表。用于大规模生产固态电池。中国FAW的首席科学家王·迪(Wang Deping)透露,2014年发起的全稳态电池项目将于2027年用于小批量,并且一直专注于技术研究,以满足车辆需求。 BYD LITHIUM Battery Co.,Ltd。的首席技术官Sun Huajun透露,BYD计划在2027年左右启动批处理演示的全稳态电池的应用,并将在2030年以后实现该技术的大规模商业应用。
固态电池领域有三个主流技术路线,包括聚合物固态电池,氧化固态电池和硫化物固态电池。这些技术路线之间的主要区别是使用的固态电解质的类型。目前,电池巨头CATL专注于硫化物路线,并正在进行20种AH样品的试验生产,预计将在2027年以小批量生产。
中国科学院的院士欧阳Minggao,Tsinghua University的教授说,全稳态电池的当前技术途径应集中在使用硫化物电解质作为主要电解质的技术途径上,与技术路线相匹配高尼克三元阳性电极和硅碳负电极,特异性能量为400瓦小时。 /kg,循环寿命超过1,000次,是性能目标,确保到2027年实现汽车的小批量负载,并在2030年实现大规模的质量生产。就硫化物固体电解质而言,许多公司已经建立了小型 - 批处理供应能力,需要专注于大规模生产过程。目前,全固态电池的主要电解质逐渐集中在硫化物的技术途径上,包括外国资助的汽车公司,例如丰田和本田。以及中国公司(例如CATL,Byd和Geely)。
Ouyang Minggao预测,从2025年到2027年,石墨/低硅负电极硫化物全固态电池的发展:目标是200〜300WH/kg,它将征服硫化物固体电解质全稳态的电池,三元正极电极和石墨/低硅负电极基本上是不变的,并且正在发展朝着长寿命大磁化发展。从2027年到2030年,将开发高硅负电极硫化物硫化物所有固态电池,目标是400WH/kg和800WH/L,重点是针对下一个高容量硅碳负电极的研究产生乘用车电池;从2030年到2035年,我们的目标是500WH/kg和1000WH/L,我们将重点放在锂负电极上,并逐渐朝着复合电解质(主电解质 +补充电解质),高电压和高容量的阳性电极发育(主电极发育)(主电解质 +补充电解质)(高镍,富含锂,硫等)。
但是,固态电池的工业化仍然需要解决技术,过程和成本的问题。中国科学院院士Sun Shigang认为,高能固态电池面临的挑战主要来自如何进一步改善固体电解质的离子电导率,与锂金属和高特异性能量电极匹配,并构建一个兼容稳定的实心界面。目前,在固态电池的研究中已经取得了重要进展,但是需要解决许多仍然存在的基本科学问题,工程和技术问题,以便不断促进工业化和大规模应用固态电池。
“就成本而言,液态锂离子电池电池的当前成本约为每瓦小时0.5元。但是,固态电池的成本相对较高,而没有大规模的批量生产,并且只有材料成本更多每瓦小时比100度电池组的材料成本超过200,000元。在市场上共存,而不是更换。” Miao Wei说,以前的全稳态电池将需要两到三年。状态电池和半稳态电池仍然属于液态电池的类别。这些是两个完全不同的概念。