能量密度竞赛升级 动力电池新赛道加速“固”化
9月9日，孚能科技发布包括半固态电解质的软包电芯技术，为向固态电池过渡作准备。辉能科技、国轩高科等公司日前也纷纷宣布固态电池巨额投资项目和研发进展。上海证券报记者近期调研获悉，作为升级电池能量密度进而提升新车性能的重要技术路线，固态电池已经成为多方关注并参与的新能源汽车动力电池热门赛道。
固态电池研制掀起热潮
“现在很多电池能量密度较低，一辆车搭载了大量电池，占用整车较多体积和重量，影响了新能源车的性能。”孚能科技董事长王瑀说，公司此次发布的SPS软包电池解决方案，应用半固态电解质，降低了电解液用量，提升了电芯性能，为过渡到全固态电池作准备。
业内专家指出，固态锂电池是下一代动力电池研发的重要方向，它使用固体电解质替代目前商用锂电池的液态电解质。固体电解质一般不可燃，因此具有更高的安全性。同时，固体电解质使得电池有望应用高压电极材料，从而提高电池的能量密度，进而提升新能源汽车的续航里程等性能。
9月5日，固态锂电池研发制造企业辉能科技称，将考虑投资80亿美元建厂，生产电动汽车新一代电池，工厂总产能将达到120GWh，预计10年内全部建成。值得注意的是，若以每辆新能源车搭载50KWh电量计算，120GWh的动力电池可配套多达240万辆新能源电动车。
“现在半固态电池是小规模量产，预计年底入选工业和信息化部的电池目录。”国轩高科有关负责人对记者表示，公司半固态电池的能量密度达360Wh/kg，配套车型的电池包电量达160KWh，续航里程超过1000公里。未来半固态电池的研制将匹配客户需求，将于2022年底开始小批量装车。
近一个月以来，多家公司披露了固态电池的最新研制进展。德尔股份表示，公司自2018年开始布局固态电池的研发，目前已实现关键节点的研发目标，全固态电池开发项目已经完成样件，正在进行客户端测试。道恩股份披露，公司生产的HNBR（氢化丁腈橡胶）产品有望应用于固态电池电解质，目前已有实验室成功范例，随着电池技术的革新和突破，未来发展空间可期。
动力电池能量密度竞赛升级
动力电池的质量，直接决定了新能源车在动力、续航、安全等方面的主要性能。业内专家对记者表示，经过多年发展，中国动力电池产业目前已经取得了长足进步，涌现出了宁德时代、比亚迪等一批技术和生产能力在国际上领先的公司。
根据工业和信息化部的数据，2021年，中国三元电池、磷酸铁锂电池单体能量密度分别平均达到280Wh/kg、170Wh/kg，相比2012年，动力电池单体能量密度提高超过220%，成本下降85%左右。纯电动乘用车的平均续航里程也从2016年的253公里提高到2021年的400公里以上。根据SNE Re-search的数据，2022年上半年，全球动力电池装车量排名前20的动力电池企业中，有15家来自中国，排名前10中的6家中国企业合计市场份额超过56%。
新能源车行业的激烈竞争，导致动力电池量密度的竞赛不断升级。中国科学院院士欧阳明高对记者表示，未来中国动力电池创新要从电池结构创新逐步发展到材料体系创新。他预测，未来10年，电池体系还将经历多次技术变革，在2035年前实现规模生产能量密度为500Wh/kg的下一代电池。“固态电池的能量密度能轻松做到300至400Wh/kg，理论上的能量密度可达700Wh/kg。”
固态电池的前景也得到了有关政策的肯定。科技部等九部门8月印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》明确提出，研究固态锂离子、钠离子电池等更低成本、更安全、更长寿命、更高能量效率、不受资源约束的前沿储能技术。
据欧阳明高介绍，按照电解质的不同，可将固态电池技术路径分为聚合物、氧化物、硫化物，三条技术路线各有利弊。日本和韩国企业主要押注硫化物路线。在中国企业中，宁德时代、蜂巢能源等选择的也是硫化物路线，卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业等走的则是氧化物路线。
固态电池大规模应用尚需时日
能量密度越高，动力电池就越有力量。有专家直言，固态电池技术虽然有助于大幅提升能量密度，但是对于其发展过程认识需要理性。事实上，部分企业自称的固态电池实际名不副实。许多企业所谓的量产固态电池，大多数走的是“半固态”折中路线，只是减少了部分电解液。
清陶能源总经理李铮对记者表示，公司第一代产品实际上是半固态电池，液体含量在5%至15%，能量密度最大到420Wh/kg，成本可以与液态锂电池相当；第二代产品正在小试阶段，液体含量有望降至5%以下，能量密度达到400至500Wh/kg，成本相比液态锂电池减少20%，预计2024年量产。
卫蓝新能源介绍，公司开发的混合固液电解质电池将搭载于蔚来ET7新车上，单体能量密度为360Wh/kg，将于2022年第四季度开始交付。
天赐材料董秘韩恒日前表示，电池都需要电解质，公司在材料方面的优势就在于电解质，会积极跟进半固态和固态电池的相关技术。但他同时表示，固态电池在基础性能、商业化等方面还存在障碍，大规模应用可能要到5年之后。
有电池企业负责人坦言，固态电池的难点在于复合型电解质、电极材料、纳米级包覆工艺等研发，很多属于基础科学范畴，中国企业在这些方面还比较薄弱，而且不是一家电池企业就能解决的，需要全产业链的共同努力。
