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    蔚來固態電池2022年將交付 固態電池需要迎來大規模商業應用?

    鉅大LARGE  |  點擊量:278次  |  2023年07月11日  

    摘要
    1月9日,蔚來在成都舉辦NIO Day 2020大會,除了正式發布首款旗艦轎車ET7和第二代換電站之外,還重磅發布了150kWh固態電池——從固液電解質、負極/正極材料、制造工藝等方面全面創新,突破了原位固化、高性能硅碳負極、納米級包覆、超

    1月9日,蔚來在成都舉辦NIODay2020大會,除了正式發布首款旗艦轎車ET7和第二代換電站之外,還重磅發布了150kWh固態電池——從固液電解質、負極/正極材料、制造工藝等方面全面創新,突破了原位固化、高性能硅碳負極、納米級包覆、超高鎳正極等多項核心技術,可實現360Wh/kg超高能量密度,最高續航可達1000km以上。最重要的是,蔚來還給出了預計交付的時間——兩年之內的2022年四季度開始交付。


    除了蔚來,業內多家企業宣布了固態電池的量產時間:豐田則計劃在2021年亮相首款固態電池原型車,并希望在2025年正式量產首款搭載固態電池的汽車;大眾計劃在歐洲建廠生產固態電池,預計2024—2025年實現量產;北汽集團計劃2025年前上市的新車搭載400Wh/kg的固態電池;長城汽車計劃在2025年在量產車上應用能量密度達350-500Wh/kg的固態電池……


    另據,研究機構EVTank聯合中國電池產業研究院發布的《中國固態電池行業發展白皮書(2020年)》預測,2030年全球范圍內固態電池的出貨量或將達到276.8Gwh,整體滲透率預計將保持10%左右。目前全球已經量產或正在中試的固態電池企業,包括QuantumScape、Bollore、Sakti3、SES、24M、清陶能源、贛鋒鋰業、衛藍新能源、輝能科技等。


    全球車載動力電池要變天?電池網連線一些電池新能源產業鏈專家,談談固態電池車用可行性。

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    伊維經濟研究院研究部總經理、中國電池產業研究院院長吳輝表示,固態電池雖然理論上安全性和能量密度都有優勢,但是現在確實存在很多技術問題尚未解決,最重要的是固態電解質和電極之間的界面問題,導致電導率低,界面阻抗大。


    在吳輝看來,固態電池的優勢就是利用固態電解質的穩定性,來提升電壓或者負極更換更活潑的金屬鋰負極。但是如果是半固態,還存在電解液的話,就不可能使用金屬鋰,高能量密度也就無法實現。


    蔚來發布會上提到固態電池三大核心技術,“原位固化固液電解質”、“無機預鋰化硅碳負極”、“納米級包覆超高鎳正極”。中俄新能源材料技術研究院院長王慶生稱,如果采用熱固化程序,負極采用富鋰Si/C材料,正極采用的超高Ni納米包覆,能量達到360wh/kg,就是熱固化電池,這不是新技術,只是新名詞,大倍率放電是問題,且電池散熱也是問題。


    “另外,納米包覆有助于電池提高電池放電性能,但只局限于離子表面躍遷性能,不能改變交換率與交換量,Si-C負極的使用,是為了提高能量密度,但問題不是提高負極能量,而需要提高正極能量,采用硅碳在首化庫侖效率上會受影響,且如果沒有富鋰補入會衰減很快,所以,這里給出能量密度缺乏實用意義,沒有電池尺寸,電池容量,倍率放電性能,只是樣品段,新名詞吸引眼球?!蓖鯌c生補充道。


    日前,中科院資深固態電池專家在固態電池技術產業化電話會議上表示,固態電池主要技術路線分為三類,聚合物材料生產工藝接近現有設備;氧化物導電率高于聚合物,但固固接觸不良;硫化物離子導電率最高,是全固態電池未來最可能的技術路線,但離子產品成本/價格非常高、空氣穩定性較差。

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    -40℃放電容量保持率:0.5C放電容量≥70%

    在產業化進度方面,中日韓歐美共53家企業布局研發固態電池,其中9家專注硫化物固態電池。中國氧化物固態電池技術全球領先,輝能、江蘇清陶、北京衛藍、贛鋒鋰業已有產品商用;美國初創公司中SolidPower預計固態電池上市2021年,裝車時間為2026年,QuantumScape主打1000Wh/L以上、380-500Wh/kg的高能量密度;日本舉全國之力,聯合豐田、松下等公司和高校發展硫化物固態電池,預計2025、2030硫化物全固態電池在日本動力電池市場的滲透率分別達50%、95%以上;韓國三星已經開發出60攝氏度下1000多循環的硫化物全固態電池。


    固態電池會完全取代電解液和隔膜,但正負極活性材料還是保持原有材料體系,到全固態技術下可能電池制備工藝會有大的改進,但對充換電不會有大影響。當前固態電池在安全性、能量密度、工作溫度范圍、倍率性能、循環壽命等各類指標全方位優于當前液態電池,定位也是全方位取代鋰離子電池,只待成本降低。


    吳輝同樣指出,推進固態電池的應用,要從根本性去解決由界面問題導致的電導率的問題,另外,還要大幅度降低固態電池的成本。


    對于固態電池的供應商,發布會上蔚來沒有透露,但業內專家紛紛表示,短期內沒有推出的可能性。


    吳輝認為,鋰離子電池發展會遵循液態電池,半固態電池,準固態電池和全固態電池的發展路徑,車用的半固態電池可能在2-3年內能夠量產,但是全固態電池預計可能還是需要在5年后才可能小規模的試車。


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