雖說供消費(fèi)者選擇的純電車型越來越多,但充電難、續(xù)航焦慮等因素依然困擾著不少消費(fèi)者,再加上新能源補(bǔ)貼的退場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)力下滑,致使越來越多消費(fèi)者將目光投向了混動(dòng)車型,零跑、哪吒、阿維塔等品牌也紛紛推出增程版車型,以期望快速實(shí)現(xiàn)從純電到混動(dòng)的全面布局。
據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,今年前7個(gè)月,新能源車的累計(jì)銷量為432.1萬輛,同比增長27.6%,其中純電動(dòng)車的累計(jì)銷量為303.9萬輛,同比增長5.5%,PHEV(含增程式)的銷量為128.2萬輛,同比增長80.1%,混動(dòng)車型正處于高速增長的軌道當(dāng)中。
同樣的故事或?qū)⒃诎牍虘B(tài)電池領(lǐng)域再度上演。
與混動(dòng)車型被輕視到被重視的轉(zhuǎn)變類似,半固態(tài)電池也有著成為市場(chǎng)新寵的趨勢(shì)。但就目前而言,半固態(tài)電池的影響力并不強(qiáng),一是因?yàn)椴簧俅钶d半固態(tài)電池的車型打著固態(tài)電池的名號(hào)宣傳,容易引發(fā)反感。二是早期搭載半固態(tài)電池的車型表現(xiàn)并不出眾,未引發(fā)市場(chǎng)熱潮。
半固態(tài)電池,新能源行業(yè)的新賽點(diǎn)
半固態(tài)電池是液態(tài)電池向固態(tài)電池轉(zhuǎn)化的中間形態(tài),其主要是按照電解質(zhì)的形態(tài)來區(qū)分的,目前主流的鋰電池使用液態(tài)電解液加鋰鹽;而全固態(tài)電池沒有添加任何電解液,使用純固態(tài)電解質(zhì)。半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)電池即部分添加了液態(tài)電解液的電池,是通往全固態(tài)電池路上的“折中方案”。
電解質(zhì)從液態(tài)到固態(tài)的發(fā)展歷程,是電池行業(yè)追求高能量密度和高安全性的結(jié)果,全固態(tài)電池也被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是電池行業(yè)的終極解決方案,但因其存在量產(chǎn)難題,遲遲未能上車。在這樣的背景下,半固態(tài)電池才有了大放異彩的機(jī)會(huì)。
全固態(tài)電池量產(chǎn)難,半固態(tài)電池獲得青睞
“固態(tài)電池有很多科學(xué)及技術(shù)的基礎(chǔ)問題尚未解決,我們公司深耕10多年,仍然認(rèn)為難以形成有技術(shù)可行性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。”寧德時(shí)代董事長曾毓群曾這樣表示。與曾毓群的看法頗為相近,F(xiàn)isker創(chuàng)始人Henrik Fisker表示,“固態(tài)電池是一種這樣的技術(shù),當(dāng)你覺得你已經(jīng)完成了90%,幾乎達(dá)到目標(biāo)時(shí),然后你意識(shí)到剩下的10%比前面的90%困難得多。”
一邊是產(chǎn)業(yè)鏈面臨量產(chǎn)難題,另一邊不少車企也公布了自身的固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間表。其中,最激進(jìn)的日產(chǎn)將于2025年啟動(dòng)試生產(chǎn)、2028年量產(chǎn);豐田則攜手日本能源公司出光興產(chǎn),宣布將于2027年至2028年啟動(dòng)固態(tài)電池生產(chǎn);奔馳則將量產(chǎn)目標(biāo)定于2030年;大眾利用旗下電池公司PowerCo與美國全固態(tài)電池開發(fā)商QuantumScape合作,引入固態(tài)電池技術(shù)……
半固態(tài)電池,新能源行業(yè)的新賽點(diǎn)
目前而言,常見的固態(tài)電池主要分為三類,分別是聚合物、氧化物、硫化物固態(tài)電池,這主要是依據(jù)電解質(zhì)的差異進(jìn)行區(qū)分的,三種固態(tài)電池各有優(yōu)缺點(diǎn)。
聚合物電解質(zhì)一般由聚合物和鋰鹽絡(luò)合形成,并添加少量的惰性填料,本質(zhì)上接近目前的液態(tài)電解質(zhì),擁有易于合成加工,機(jī)械性能好,柔性佳等優(yōu)點(diǎn),可以與現(xiàn)有的液態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)工藝兼容,技術(shù)最為成熟。但聚合物固態(tài)電解質(zhì)的室溫電導(dǎo)率不高,需要加熱到60度高溫才能正常工作,另外穩(wěn)定性也不算太好,不能適配高電壓的正極材料,且在高溫下也會(huì)發(fā)生燃燒現(xiàn)象,聚合物固態(tài)電解質(zhì)的整體性能提升有限,潛力不高。
氧化物電解質(zhì)是含有鋰、氧以及其他成分(可以是磷、鈦、鋁、鑭、鍺、鋅、鋯)的化合物,可以分為晶態(tài)、非晶態(tài)兩類。氧化物固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率比聚合物高,比硫化物更低,兼具機(jī)械穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性。劣勢(shì)是不易燒結(jié),氧化物電解質(zhì)需要800度以上的高溫?zé)Y(jié)才可以致密成型。另外,存在剛性界面接觸問題、脆度高難以加工。
硫化物固態(tài)電解質(zhì)是目前理論上最佳的固態(tài)電解質(zhì)材料,相比現(xiàn)有鋰離子電池,硫化物的優(yōu)勢(shì)是能量密度,可以輕松超過三元電池的三倍。它被認(rèn)為發(fā)展?jié)摿ψ畲?。硫化物由氧化物固體電解質(zhì)衍生而來,硫元素替換了氧元素。同樣,它也分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩種。硫化物固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率最高,但其熱穩(wěn)定性較差,還容易和空氣中的水、氧氣反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫劇毒氣體,此外,硫化物與正極材料兼容度差,對(duì)鋰金屬穩(wěn)定性差,會(huì)發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致離子電導(dǎo)率的損失。
豐田、LG、松下等企業(yè)選擇了研發(fā)難度最高,市場(chǎng)潛力最大的硫化物固態(tài)電解質(zhì),一旦突破就會(huì)形成很高的技術(shù)壁壘。而國內(nèi)電池廠商大多選擇氧化物電解質(zhì)的路線,在實(shí)際應(yīng)用中,不少玩家將聚合物和氧化物進(jìn)行融合,以半固態(tài)電池的形態(tài)規(guī)?;慨a(chǎn)。
固態(tài)電池市場(chǎng)的格局,與智能駕駛行業(yè)的狀態(tài)頗為相近,日系車企直接布局全固態(tài)電池像是采用跨越式發(fā)展直接入局L4的智駕公司,而半固態(tài)電池更像是選擇了L2漸進(jìn)式發(fā)展的模式,更符合國內(nèi)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的發(fā)展格局。
早在2021年,東風(fēng)汽車與贛鋒鋰業(yè)便合作開發(fā)了50輛搭載了半固態(tài)電池的東風(fēng)風(fēng)神E70,作為試點(diǎn)示范運(yùn)營。緊接著搭載半固態(tài)電池的嵐圖追光也于2022年底上市,值得注意的是嵐圖追光搭載的半固態(tài)電池,能量密度僅為170Wh/kg,與傳統(tǒng)的液態(tài)電池并無差異,半固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)并未展現(xiàn)出來。
直至2023年底,李斌駕駛著一臺(tái)裝配了150kWh電池包的蔚來ET7,連續(xù)行駛了一千多公里,半固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)才有所顯現(xiàn)。今年4月,智己L6正式上市,該車搭載了一塊133kWh的半固態(tài)電池(約含有10%的半液態(tài)電解質(zhì)),其電池能量密度為368Wh/kg,在CLTC工況下智己L6的續(xù)航突破了1000公里。
半固態(tài)電池,新能源行業(yè)的新賽點(diǎn)
智己L6的到來,讓業(yè)內(nèi)掀起了一輪有關(guān)固態(tài)電池和半固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)的大討論。一方面智己對(duì)外宣稱L6搭載固態(tài)電池的做法引發(fā)了競(jìng)品的不滿,另一方面也讓市場(chǎng)看到了發(fā)展固態(tài)電池的潛力。
風(fēng)神、嵐圖、蔚來、智己等品牌搭載半固態(tài)電池車型的上市,意味著背后贛鋒鋰業(yè)、孚能科技、衛(wèi)藍(lán)新能源和清陶能源半固態(tài)電池產(chǎn)品趨近于成熟,隨著時(shí)間的推移,搭載半固態(tài)電池的車型將會(huì)越來越多