2、全固态电池商业化仍存挑战:尽管半固态电池实现规模量产和应用,但全固态电池商业化仍面临着技术和成本等系列挑战。
1)固态电解质替代液态电解液,其技术核心是材料的选择,业内已经探索出三类主要固态电池体系:聚合物、硫化物、氧化物。聚合物固态电解质易于加工,干法和湿法制造工艺均能兼容,量产工艺难度最低,但电导率低,欧洲企业多聚焦于这条技术路线;硫化物性能最佳,但材料对空气中的水分和大部分极性溶剂敏感,且电芯制造需要通过等静压设备施加压力,成本较高,宁德时代、比亚迪、亿纬锂能均侧重于该技术路线;一些创业公司则多选择氧化物路线。
2)“全固态电池是材料、电芯制成工艺、制造设备等全方位的创新升级,产业链将迎来革命性变化。”蜂巢能源前沿技术研发总经理苗力孝指出,固态电池应用在系统设计、回收利用方面存在挑战。例如,在制造过程中,液态电池有隔膜,可以对极片进行包裹,避免极片之间错位导致短路,也不需要超高压力致密化;而固态电池没有隔膜,层层堆叠起来通过超高压致密化,极片边缘容易破碎和错位,电芯侧面绝缘工艺非常难解决。“固态电池就像汉堡,一层一层叠起来,里面夹的菜会从边缘露出来,挤压后易发生破裂导致短路。而液态电池就像煎饼卷菜,是包起来的,不会短路。”
3)目前,固态电池成本高于液态电池。苗力孝举例:“硫化物固态电解质材料成本非常高,每公斤可达2万元,未来成本有望降到5000元/公斤,而固态电解质占电芯质量比重超过20%,这个价格市场恐怕难以接受。”
4)湖南中科星城石墨有限公司董事长皮涛指出:“每家企业都有自己的技术特点,由于技术方向不确定,导致上游产业链处于观望状态。固态电池需要一个相对确定的方向,上下游才可以在产品品类方面做配置工作,避免资本投入有更大的沉没成本。”
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