每日經(jīng)濟(jì)新聞 2023-05-25 15:46:19
每經(jīng)編輯 李澤東
據(jù)新華社5月25日?qǐng)?bào)道，日本山梨大學(xué)和早稻田大學(xué)合作的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出以質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，以具有氧化還原活性的有機(jī)物為負(fù)極的全固態(tài)空氣蓄電池。這種電池可反復(fù)充放電，輕便且安全性好，在彎折狀態(tài)下也能使用，有望應(yīng)用于便攜電子設(shè)備。
相關(guān)論文已發(fā)表在德國(guó)學(xué)術(shù)刊物《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》上。
公報(bào)說(shuō)，相比于目前常見(jiàn)的空氣電池，這種新型全固態(tài)空氣蓄電池安全性更高，并且使用材料不含水分，不會(huì)因水分導(dǎo)致電極性能下降。今后通過(guò)提高材料性能，改善耐久性等，這種電池有望用作手機(jī)等便攜電子設(shè)備等的電源。
據(jù)澎湃新聞此前報(bào)道，在4月16日下午舉辦的第二屆世界動(dòng)力電池大會(huì)云上宜賓高端論壇中，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高表示。
“全固態(tài)電池技術(shù)雖然現(xiàn)目前仍然面臨著很多挑戰(zhàn)，但仍然是我們值得去追求的目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)不是短期的，可以看作是面向2030年，值得創(chuàng)新的目標(biāo)。”
在論壇中，歐陽(yáng)明高也告誡中國(guó)新能源車企和電池企業(yè)，要對(duì)這一技術(shù)路線高度重視。
圖片來(lái)源：視頻截圖
歐陽(yáng)明高表示，“現(xiàn)在全球已經(jīng)有無(wú)數(shù)人投入到了這場(chǎng)創(chuàng)新運(yùn)動(dòng)，隨著ChatGPT技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)新材料的探索效率極大提高，開發(fā)的周期能夠縮短，通過(guò)全球的努力，全固態(tài)電池能夠取得成功。”
“我們發(fā)現(xiàn)，在全球頂刊上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在指數(shù)般地增長(zhǎng)，可以說(shuō)技術(shù)是在商業(yè)化的前夜。”歐陽(yáng)明高說(shuō)。
據(jù)了解，目前在全球范圍內(nèi)，日本企業(yè)在全固態(tài)電池上面投入得最多。擁有固態(tài)電池技術(shù)專利最多的豐田汽車，計(jì)劃2025年前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)，2030年前全固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)。
據(jù)上證報(bào)，今年4月26日，本田針對(duì)電動(dòng)化等企業(yè)改革舉措舉辦新聞發(fā)布會(huì)，據(jù)介紹，除繼續(xù)推進(jìn)液態(tài)鋰離子電池的發(fā)展進(jìn)化外，本田還將開發(fā)和推出半固態(tài)和全固態(tài)電池等新一代電池，計(jì)劃在2024年啟用全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線。
就在不久前，德國(guó)寶馬集團(tuán)宣布，將打造全固態(tài)電池中試生產(chǎn)線，2025年推出首輛原型車；
蔚來(lái)也表示，搭載150kWh半固態(tài)電池的車型將于今年上半年推出。
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華泰證券認(rèn)為，在更高的安全性和能量密度要求下，固態(tài)電池應(yīng)運(yùn)而生。固態(tài)電解質(zhì)的引入可以大幅提升電池安全性能，同時(shí)匹配高能量密度正負(fù)極可以提升電池能量密度。固液混合電池電解質(zhì)路線已形成初步共識(shí)，短期內(nèi)以固液混合電池為主要路線，未來(lái)逐步向全固態(tài)演進(jìn)。預(yù)計(jì)2030年，全球固態(tài)電池市場(chǎng)空間將超3000億元。產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來(lái)看，主要變化在于電解質(zhì)、負(fù)極，關(guān)注材料端及工藝端變化帶來(lái)的增量需求。
在市場(chǎng)規(guī)模方面，觀研天下測(cè)算，中國(guó)固態(tài)電池規(guī)模有望在2025年達(dá)到29億元，2030年突破200億元，預(yù)計(jì)2022年至2030年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)55.01%。在出貨量方面，國(guó)內(nèi)出貨量有望在2025年達(dá)24GWh，2030年突破250GWh，2022年至2030年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)74.66%。
所謂固態(tài)電池，就是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。
固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。
由于科學(xué)界認(rèn)為鋰離子電池已經(jīng)到達(dá)極限，固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。
固態(tài)電池與目前主流的傳統(tǒng)鋰離子電池最大的不同在于電解質(zhì)。固態(tài)電池是使用固體電解質(zhì)，替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。而傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正負(fù)極材料、電解液和隔膜組成。正負(fù)極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。這個(gè)就是本質(zhì)的區(qū)別。
固態(tài)電池可兼顧高安全性、高比容量，遠(yuǎn)期可實(shí)現(xiàn)較液態(tài)電池更低制造成本。固態(tài)電池可兼顧高安全性和高比容量電極材料，是實(shí)現(xiàn)更高能量密度的必要路徑，同時(shí)由于更高的理論模組空間利用率、更簡(jiǎn)化的電池組裝工序，其具備較液態(tài)電池更低的理論成本。
從安全性看，固態(tài)電解質(zhì)材料熱穩(wěn)定性好、不易燃燒且固態(tài)電池?zé)o電解液泄露風(fēng)險(xiǎn)，具有更好的安全性。
從能量密度看，固態(tài)電池與鋰金屬負(fù)極兼容性好，模組空間利用率高、配組靈活，有望進(jìn)一步提升能量密度。
每日經(jīng)濟(jì)新聞綜合新華社、上證報(bào)、澎湃新聞、公開資料
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