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容量更大、充电速度倍增、成本骤降，学界频放利好 固态电池商业化迎来“春天”？2023-07-26 10:10·科创板日报财联社7月26日讯（记者 徐昊）接连在学界发布的固态电池取得重大突破的消息，似乎预示着这一被业界普遍看好的领域即将迎来质的突破。由东京工业大学的研究团队发表在《科学》杂志上的最新研究成果显示：具有大容量和大电流特性的全固态电池被成功实现，从而使这两个性能成为全球固态电池的新标杆。几乎同时，国际著名学术期刊《自然·通讯》上，也刊发了中国科学技术大学教授马骋的最新研究成果——一种综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近的新型固态电解质，但成本不到前者的4%，适合进行产业化应用。然而，与容量更大、充电速度倍增、成本骤降这些全固态电池技术获得的重大突破形成鲜明对比的，是蔚来汽车不断“跳票”的150度固液混合（半固态）电池包。技术突破是否意味着产业成熟度的提升？固态电池的商业化之路究竟还有多远？成本，还是成本“150度电池包的研发和验证比预计时间要长，预计的（今年）7月底还要再稍等。”在7月20日的Power Day 2023上，蔚来汽车总裁秦力洪再次推迟了这一电池包的上车时间。尽管在此之前，蔚来已经更新了用户手册，全新ES6、ET7、ES7、ET5、EC7和ET5旅行版共6款车型的手册中均添加了对于150kWh电池包的详细信息。这已不是蔚来第一次做出推迟的决定。早在2020 NIO Day上，蔚来便正式发布了续航超1000km、采用固液混合电解质的150kWh电池包。按照计划，由卫蓝新能源提供电芯单体的半固态电池包将于 2022 年第四季度开始装车交付。然而，时至今日，这一彼时曾引发业界对其电芯供应商和具体技术细节猜测的电池包，依然“只闻其声”。“150度电池包的成本很高，相当于一辆ET5的整车价格（注：约30万元）。”面对外界的疑问，秦力洪几乎每次都会做出类似的解释。成本，无疑成为蔚来150度电池包上车的最大阻碍。“成本的构成无外乎原材料、生产工艺以及整体生产效率。”有电池从业人士分析了蔚来150度电池包成本居高不下的原因，“就当下而言，生产效率是（制约成本的）主要因素。”当以液态电解液为主体的动力电池国内6月单月装车量已接近33GWh时，其背后是成熟的工艺体系；然而，面对半固态电池这一新生事物，此前固有的工艺体系将被部分重构。“比如液态电池的涂布机每分钟可完成上百米，但固态、半固态电池的生产只能匹配其（涂布机）1/30。”这位业内人士举例称，这便大大降低了生产效率，提高了成本。“同时，因为采用了新工艺，产物良率也在一定程度上影响了成本。”体系化改变与液态电池有一定相似性的半固态电池已然如此，真正意义上的全固态电池的成本控制则更为复杂。发表在《自然·通讯》上的中国科学技术大学的研究成果表明，马骋教授的研究不再聚焦于氧化物、硫化物、氯化物中的任何一种，而是转向氧氯化物，设计并合成了一种新型固态电解质——氧氯化锆锂。这种材料具有很强的成本优势。如果以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆进行合成，其原材料成本仅为11.6美元每公斤；而如果以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆进行合成，氧氯化锆锂的成本可以进一步降低到约7美元每公斤，远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂（10.78美元每公斤），并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的4%。“这仅是固态电解质成本的降低，正负极材料依然占据了电池成本的六七成。”一位长期关注动力电池赛道的资深投资人称，“这还仅是实验室的数据。”刚刚宣布完成数亿元Pre-B轮融资的太蓝新能源CEO李彦，从三方面系统分析了全固态电池实现商业化的制约因素——第一，全固态电池从实验室技术层面走到批量生产交付，公司首先要掌握全固态电解质材料的研发生产能力以及导入工艺等关键技术；第二，因为全固态电解质与正负极电极之间的“固-固接触”比较差，界面阻抗比较高，解决界面阻抗问题也是生产全固态电池的一个必要条件；第三，最关键的是所选的技术路线和材料体系是否能规模化量产，在产物性能和生产成本控制中寻找平衡，都是决定电池厂商能够顺利实现商业化的重要影响因素。“全固态电池上需要在主材料上彻底变更。”比克电池相关负责人也向财联社记者坦言，“比克电池虽然在固态电池领域已有相关技术储备，但想要实现商业化，确实还需要假以时日。”十年关键期尽管全固态电池的商业化面临重重困难，但业界依然看好这一具备更高能量密度、更高安全性、更长循环寿命和更好低温性能等性能优势的新生事物。据不完全统计，自2022年以来，国内已有8家固态电池制造领域相关公司获得近40轮融资。其中，2022年，固态电池领域融资进程颇快，8家公司累计完成12轮融资，背后投资方除上汽、广汽、蔚来、奔驰等主机厂外，也有欣旺达、小米等产业链、ICT公司，以及众多知名投资机构。“众多国内头部投资机构的长期看好，说明了固态电池这一风口行业正在展现出颠覆性的勃勃生机。”李彦说。全球率先布局固态电池的丰田汽车于7月初宣布，已经在固态电池技术上取得重大突破，能够将电池的重量、体积和成本减半，并计划到2025年推出配备先进固态电池的电动汽车。似乎是作为丰田的“助攻”，在科研领域，日本东京工业大学等机构近期发表在《科学》杂志的论文称，其已研发出一种高导电性的固态电解质“锂超离子导体”，并成功用这种新型电解质使全固态锂电池特性有了显著提升。在全球范围内，固态电池已“战火四起”。根据公开资料，美国计划到2030年实现固态电池和锂金属电池规模化量产；日本计划到2030年实现全固态电池量产；韩国将在2023-2028年投入3066亿韩元，争取提前实现固态电池、锂金属电池等商业化应用；而欧盟已批准向参与电池项目的7个成员国提供32亿欧元援助，以支持电池技术研究和项目创新。毫无疑问，至2030年前的十年之内，将成为固态电池角力的关键期。7月25日，东方锆业在互动平台表示，公司目前只处于提供样品供一些固态电池材料厂家研发的阶段。为实现高质量发展，公司紧跟市场需求，研判发展趋势，持续的加大研发投入，尤其在新兴应用领域做前瞻性的技术布局和储备，加强前沿性研究和成果转化，提高核心竞争力。
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