国内固态电池技术突破(国内固态电池技术突破)

电池技术的发展重新定义了能源。从智能手机到电动汽车,电池技术无处不在。几天前,在斯德哥尔摩大学举行的一次面向1000人的公开讲座中,电池技术的发展重新定义了能源。

从智能手机到电动汽车,电池技术无处不在。

国内固态电池技术突破(国内固态电池技术突破)

几天前,在斯德哥尔摩大学对1000人的公开演讲中,

因发明锂离子电池而分享2019年诺贝尔化学奖的日本科学家阿里卡吉野说:“锂离子电池将在创新中发挥非常重要的作用,并引领可持续社会的发展。”

然而,电池技术仍有改进的空间。吉野阿基拉认为固态电池的前景非常广阔。

与传统锂离子电池相比,固态电池具有更高的能量密度和安全性。该机构预测,固态电池将在十年内量产。中外企业竞相重金进入,国内部分企业已经抢先布局,部分企业已经具备小批量生产的能力。

锂离子电池的两大难题

20世纪80年代初,当吉野还在实验室开发新的电池技术时,他并不知道锂电池会成为未来电池技术的中心。“当时我觉得它们可能只会用在8 mm的相机里。”吉野彰笑着说道:

“今天,从智能手机到所有电子产品,包括电动牙刷和电动滑板车,人们几乎离不开它们。”

从早期的铅酸电池,到丰田等日本企业主导的镍氢电池,再到2008年特斯拉焙烧炉使用的锂离子电池。传统液态锂离子电池引领动力电池市场十年,但安全问题引起关注。

2016年,因为锂离子电池起火,三星召回了250万部Galaxy Note 7智能手机。随着锂电池的普及,锂电池的安全性越来越受到关注。

国际第三方检测、检验和认证机构TUV莱茵集团相关负责人对第一财经记者表示:“锂离子电池生产和应用行业的安全问题日益严峻。”在家里,

TUV莱茵集团与当代安培科技股份有限公司(300750)签署全球框架合作协议。SZ),双方将围绕电池、储能系统、生产设备、生产工艺开展全方位合作。

除了安全,锂离子电池最大的问题是储能。即使当今最先进的锂离子电池也只能储存石油或航空煤油的一小部分能量,这也抑制了电动飞机等更大计划的雄心。

然而,电池储能的提高有助于通过利用可再生能源应对气候变化。航空碳排放量每年将达到5亿吨,电池技术的提高将使新能源的转化成为可能。

在2019年的巴黎航展上,以色列航空领域的初创公司Evition展示了一款由清洁能源驱动的全电动商用飞机原型,希望未来能取代300英里以下30%的短途飞行。

如果电池的能量密度能够进一步提高,未来高速公路上的大型卡车将能够使用电力而不是燃料。

固态电池储能提升50%

吉野阿基拉承认,电池技术需要改进,但幸运的是,已经找到了一些“非常有趣的方法”。吉野家对第一财经记者表示:“我认为固态电池代表了未来的一个方向,固态电池在基础研发方面取得了重大突破。

而且面向量产的研发技术也在提高。"

固态电池是具有固体电解质的锂离子电池。由于固体电解质取代了传统锂离子电池中可能爆炸的有机电解质,解决了高能量密度和高安全性能两大问题。相同能量下用固体电解质代替电解质的电池具有更高的能量密度。

同时,拥有更大的功率和更长的使用寿命是下一代锂电池发展的大趋势。

“固态电池可以将锂离子电池的存储容量提高50%。”固态电池制造商Solid Power首席执行官、美国科罗拉多大学教授道格拉斯坎贝尔(Douglas Campbel)表示,“由于锂离子电池有液体,因此存在安全隐患。

固态电池更稳定。"

但是固态电池也带来了挑战。比如固体动力正在研发的电池,对锂的金属形态要求很高,但这种金属非常难处理。另一个问题是,金属锂无法进行大规模的工业提炼,因此很难获得足够的工业用锂。

与吉野分享诺贝尔奖的英国科学家维廷汉姆说,固态电池可能是第一种用于智能手机等小型电子产品的电池。“因为大规模系统的应用还有很大的问题。”维廷汉姆说。

虽然看好固态电池的发展前景,但吉野亚基拉认为,如果单考虑价格,固态电池可能还需要10年才能与锂离子电池竞争。

据了解,半固体和全固体电池的综合成本是现有锂电池的两到三倍。CICC预计,到2025年,一些关键材料将在中国实现突破和匹配,批量生产的成本将会降低。

能源研究机构Wood Mackenzi的分析师Rory McCarthy也表示,固态电池和其他新型电池技术面临的主要挑战之一是与锂离子工厂的竞争。随着锂离子工厂在全球扩张,生产成本将迅速下降。

建厂的时间周期基本是4-5年才能完全投产,资产回报要等10年左右。

“未来10年,锂离子电池仍将主导电池行业。”吉野明告诉第一财经记者。

普及还要等上十年

固态电池作为业界公认的下一代锂电池技术,十年后可能会真正普及。

恒大研究院预测,固态电池技术真正成熟可能需要等到2025年左右,真正量产可能需要等到2030年左右。研究机构预测,到2030年,全球对固态电池的需求预计将接近500GWh。

目前全球很多巨头车企都在大力投入研发固态电池。日本和韩国在以大公司为主导的技术研发方面相对领先,而欧美则以初创公司为主积极布局。

据Yole统计,2018年全球拥有固态电池的大公司约占50%。其中以丰田、宝马、大众、现代为主要车企,包括三星SDI、LG Chem、优美科等传统锂电池和材料厂商。欧美主要科研机构,

比如麻省理工、科罗拉多大学等科研机构相继衍生出SolidEnergy System、Solid Power等初创企业,获得车企融资。

国内以产业链公司和科研机构为主,部分企业如台胞汇能、卫兰新能源、陶青能源等有小批量生产能力。台湾省汇能和24M率先商业化,陶青能源已建成0.1GWh固态锂电池生产线。

卫兰新能源与中科院物理所合作,拥有固态锂电池试制生产线。

2017年,赣锋锂业(002460。SZ)与中科院宁波材料所合作成立固体电解质材料工程中心,并于2018年启动2亿瓦时固态锂电池中试生产线建设项目。

郭萱高科(002074)开发的半固态电池。SZ)目前正处于从实验室向中试转化的阶段。当代安培科技有限公司促进聚合物和硫化物基固态电池的研究和开发。

此外,SAIC (600104。SH)、天齐锂业(002466。SZ)、万向等。有参股过固态电池企业。

关键词:中外重金布局电池

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