2024年03月11日14:55:15 財經 1086

固態電池的未來

固態電池的未來發展前景廣闊，但同時也面臨著一系列挑戰。從技術發展和產業化進程來看，全固態電池被視為下一代動力電池技術的重要方向，具有高能量密度、高安全性、體積小等優點。目前，全球範圍內各國企業的技術路徑不盡相同，歐洲主要是聚合物體系，美國是固液混合，亞洲中日韓主要是氧化物、硫化物體系。這表明固態電池技術正在多元化發展，其中硫化物電解質佔據重要地位。

儘管固態電池在安全性、能量密度和循環壽命方面相較於傳統液態電池具有明顯優勢，並且被視為突破電動汽車性能限制的終極解決方案，但其商業化前景仍面臨一些挑戰。首先，固態電池的製造成本相對較高，因為需要更高質量的材料和更先進的製造工藝。其次，儘管有報道稱豐田計劃在2025年前實現全固態電池小規模量產，並在2030年前實現穩定量產，但目前業內對於固態電池的商業化前景仍然充滿了爭議。此外，全固態電池尚存在諸多技術難題有待解決，短期內實現產業化及商業化仍面臨較大的挑戰。

然而，隨着技術的不斷進步和產業鏈的逐步完善，固態電池的未來市場前景被普遍看好。預計到2030年左右，可研發出具備大規模商業化的全固態電池。從市場應用的進程看，固態電池將首先應用於消費電子等小容量市場，後逐步向高端、中端電動汽車滲透，最後廣泛應用於低端電動車及儲能市場。此外，固態電池技術的發展也得到了國家政策的支持，如《鋰電池2021-2030國家藍圖》等政策文件明確提出了大力發展固態電池，並逐步提升固態電池的能量密度。

綜上所述，固態電池的未來發展前景樂觀，但要實現大規模商業化應用還需克服成本和技術上的多重挑戰。隨着技術的不斷進步和產業鏈的逐步完善，預計在未來幾年內，固態電池將在電動汽車、消費電子等領域得到廣泛應用。

固態電池的最新技術進展是什麼？

固態電池的最新技術進展主要包括以下幾個方面：

1. 熱脈衝燒結（TPS）技術的應用，使得研究團隊以成本效益的方式成功製備了LATP的固態電池。

2. 日本電池企業Maxwell開發出圓柱形全固態電池（非動力型），容量達到200毫安時。

3. 固態電池新體系的開發，實現了電池能量密度高於600Wh/kg和循環壽命大於1000周的性能突破，同時優化了模組集成與系統管理，並提供了固態電池失效預警與防護的理論依據。

4. 量子景觀（QuantumScape）公司的固態電池通過了美國紐約證券交易所上市的審核，標誌着固態電池商業化進程的加速。

5. 日本電池企業麥克賽爾（Maxell）宣布成功研發出一種新型圓柱形全固態電池（非動力型），大眾集團旗下電池子公司 PowerCo也完成了對QuantumScape固態電池的耐久性測試。

6. 結合了24M的最新技術突破，"電極到電池組"Electrode-to-Pack電池系統和 Impervio™（電池隔膜）技術的應用，每次充電可行駛更遠的距離。

7. 國內固態電池產能規劃已接近400GWh，顯示出固態電池產業的快速發展。

8. PowerCo公司公告與QuantumScape合作打造的固態電池能做到充放電1000次，電池容量剩餘95%。

固態電池的最新技術進展主要集中在提高能量密度、延長循環壽命、優化模組集成與系統管理、以及實現商業化應用等方面。這些進展不僅展示了固態電池技術的進步，也為未來固態電池的應用和發展奠定了堅實的基礎。

目前哪些國家或公司在固態電池領域處於領先地位，他們的主要優勢和挑戰是什麼？

在固態電池領域，目前處於領先地位的國家和公司主要包括日本、歐美以及中國的部分企業。日本的松下和豐田通過成立合資公司推進固態電池的研發和生產，計劃在2029年前量產用於小型無人機的全固態電池。此外，歐美企業在下一代固態電池領域的研發上也處於領先地位。

中國的重慶太藍新能源有限公司和江西贛鋒鋰業股份有限公司等企業在固態電池領域也有顯著表現。重慶太藍新能源有限公司是由國家高層次海外人才引進的鋰電池研發專家團隊和國內資深產業化團隊聯合創辦的新能源高科技企業，專註於新型固態鋰電池及關鍵鋰電材料的技術開發和產業化。贛鋒鋰業則被認為是中國已經孵化出的一條真正世界領先的固態電池產業鏈的一部分。

這些企業的主要優勢在於技術創新和產業化能力。例如，重慶太藍新能源有限公司開發的固態電池產品技術，以及清陶能源與上汽集團合作成立的上汽清陶新能源科技有限公司，計劃投資建設大規模固態電池產業園區，顯示了中國企業在固態電池領域的強大實力和產業化潛力。

然而，這些企業面臨的挑戰主要包括成本問題和技術瓶頸。固態電池雖然具有極高的能量密度、安全性、耐溫範圍和重量等優點，但其高昂的成本是阻礙其發展的主要因素之一。此外，儘管中國在液態鋰離子電池領域領先，但在全固態電池領域的專利數量不足一百項，顯示出在技術研發方面的不足。相比之下，日本和歐美企業在固態電池技術的研發上已經取得了一定的領先優勢。

雖然中國在固態電池領域取得了一定的進展，但仍需克服成本和技術瓶頸等挑戰，以實現更廣泛的產業化應用。同時，日本和歐美企業的領先地位也提醒中國企業和研究機構需要加大研發投入，加快技術創新步伐。

固態電池的成本問題如何解決，目前有哪些有效的降低成本的方法？

解決固態電池成本問題的方法主要包括以下幾點：

1. 新材料和新方法的應用：東京工業大學的研究小組開發了一種新的全固態電池製造方法，該方法可以讓電池材料在製造過程中暴露在空氣中，固體電解質無需特殊設備，從而降低大規模生產成本。此外，中科大團隊通過合成一種新型固態電解質，實現了成本的大幅降低，達到了94%。

2. 規模化生產：市場普遍認為，規模化生產是降低固態電池成本的有效策略之一。隨着生產規模的擴大，單位產品的成本有望進一步降低。

3. 優化電池設計：研究人員開發了高效多金屬固態電解質，這種設計可以減少使用特定化學元素，特別是儲量稀少的關鍵金屬，有助於實現高效且價格合理的固態電池。此外，半固態電池的設計也在降低成本方面顯示出潛力，未來採用鋰金屬負極可以進一步降本30%。

4. 提高材料利用率和降低成本：氧化物固態電池SLMB的製造成本從267美元/公斤降到123美元/公斤，成本降幅超過50%。這表明通過改進材料和生產工藝，可以顯著降低固態電池的成本。

解決固態電池成本問題的有效方法包括採用新材料和新製造方法、規模化生產、優化電池設計以及提高材料利用率等。這些方法的實施將有助於推動固態電池成本的持續降低，從而加速其商業化進程。

固態電池在電動汽車領域的應用前景如何，存在哪些潛在的技術障礙？

固態電池在電動汽車領域的應用前景是樂觀的，但同時也存在一些潛在的技術障礙。

首先，固態電池因其高能量密度和功率重量比，被視為電動汽車等應用領域中的理想選擇。這種電池技術能夠提供更高的能量密度、更長的使用壽命、更快的充放電能力以及極高的安全性，這些都是電動汽車發展所急需的關鍵性能指標。此外，隨着技術的不斷成熟，固態電池的應用前景正在全球範圍內受到密切關注，並且已經有企業開始布局研發固態電池，預計到2025年開始小批量進入市場。

然而，固態電池的發展也面臨著一系列挑戰。目前，大部分固態電解質的電導率比電解液小10倍以上，這導致其快充性能並不佳。此外，在材料和加工方面仍有許多挑戰需要克服。儘管如此，美國能源部的研究人員已經在消除固態電池成功商業化的障礙方面邁出了重要一步。

固態電池在電動汽車領域的應用前景是積極的，它有望成為電動汽車取代燃油汽車的重要技術之一。但是，要實現這一目標，還需要解決包括電導率低、材料和加工挑戰等問題在內的技術障礙。