固態(tài)電池布局多年未量產(chǎn)的原因揭秘
固態(tài)電池被視作下一代動力電池的“終極方案”,中日韓三國在該領(lǐng)域布局超十年,可至今仍未大規(guī)模量產(chǎn)。究竟為何?下面從技術(shù)、成本、產(chǎn)業(yè)鏈三個維度深入剖析。
技術(shù)層面,固態(tài)電池面臨材料和工藝的雙重挑戰(zhàn)。固態(tài)電解質(zhì)的選擇是一大難題,主流的氧化物、硫化物、聚合物三類電解質(zhì)各有缺陷。氧化物電解質(zhì)穩(wěn)定性強,但離子電導率低;硫化物電解質(zhì)離子電導率高,卻對水和空氣敏感,量產(chǎn)中易分解;聚合物電解質(zhì)成本低,不過需高溫環(huán)境才能達到理想電導率。至今沒有一種電解質(zhì)能滿足“高離子電導率、高穩(wěn)定性、易加工”的量產(chǎn)要求。界面問題也亟待解決,固態(tài)電解質(zhì)與正負極材料的界面阻抗大,容易形成鋰枝晶,導致電池短路,而且電極材料充放電時的體積變化,會造成界面分離,降低電池性能。
成本方面,固態(tài)電池的成本是液態(tài)鋰電池的3 - 5倍,主要源于材料和工藝成本過高。固態(tài)電解質(zhì)的核心原料價格昂貴,部分還依賴進口,如硫化物電解質(zhì)原料成本是液態(tài)電解液的10倍以上,鋰金屬負極的使用也增加了成本。同時,現(xiàn)有鋰電池生產(chǎn)設(shè)備無法直接用于固態(tài)電池,需重新設(shè)計產(chǎn)線,一條固態(tài)電池產(chǎn)線投資成本高達數(shù)十億元,令眾多企業(yè)望而卻步。
產(chǎn)業(yè)鏈角度,固態(tài)電池量產(chǎn)需要全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新,可當下上下游存在明顯斷層。上游材料供應不足,高性能固態(tài)電解質(zhì)、鋰金屬負極等關(guān)鍵材料產(chǎn)能嚴重不足且質(zhì)量不穩(wěn)定。下游需求尚未爆發(fā),車企對固態(tài)電池需求處于觀望階段,只有少數(shù)車企小范圍測試原型車,大規(guī)模訂單未現(xiàn),影響電池企業(yè)量產(chǎn)動力。此外,檢測標準的缺失,也讓固態(tài)電池的量產(chǎn)之路困難重重 。
總之,技術(shù)瓶頸、成本高企、產(chǎn)業(yè)鏈不完善等問題相互交織,共同導致了固態(tài)電池布局多年卻難以量產(chǎn)。要實現(xiàn)固態(tài)電池的大規(guī)模量產(chǎn),還需行業(yè)內(nèi)多方共同努力,逐個攻克難題。
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