固態(tài)鋰電池：一場全產(chǎn)業(yè)鏈硬仗正在打響

可以說，誰掌握了動(dòng)力電池，誰就掌握了新能源汽車。而在眾多動(dòng)力電池技術(shù)的研發(fā)中，固態(tài)鋰電池被當(dāng)成是下一個(gè)風(fēng)口，在全球多位頂級(jí)專家學(xué)者，數(shù)家科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)，以及大量涌入的研發(fā)資金支撐下，圍繞著固態(tài)鋰電池這一戰(zhàn)略制高點(diǎn)，從技術(shù)專利到實(shí)驗(yàn)量產(chǎn)，展開了一場攻堅(jiān)戰(zhàn)。

動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“春秋時(shí)期”

新能源汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展需要進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。盡管理論上可以通過增加電池裝載量來大幅提高續(xù)航里程，但這也相應(yīng)增加了動(dòng)力系統(tǒng)的成本和重量，從經(jīng)濟(jì)性和安全性的角度來講，提高電池能量密度才是正確的選擇。

毫無疑問，鋰離子電池最近一個(gè)時(shí)期仍將是動(dòng)力、消費(fèi)電子和中小規(guī)模儲(chǔ)能的最好選擇。而按照我國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，到2020年，純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的能量密度目標(biāo)為300Wh／kg，2025年目標(biāo)為400Wh／kg，2030年目標(biāo)為500Wh／kg。顯然，不論是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池，都難擔(dān)此大任。

2017年，筆者有幸參加由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)攜手中國電動(dòng)汽車百人會(huì)聯(lián)合開展的調(diào)研活動(dòng)，那時(shí)的“固態(tài)鋰電池”還僅是國內(nèi)少數(shù)科研人員思維里的一個(gè)概念。但在目前看來，不少企業(yè)已經(jīng)開始在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域“大動(dòng)干戈”，有著續(xù)航焦慮的新能源汽車產(chǎn)業(yè)迫切需要固態(tài)電池進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用中。

固態(tài)鋰電池脫穎而出

固態(tài)鋰電池之所以會(huì)讓業(yè)界看中是因?yàn)樗型鉀Q目前困擾動(dòng)力電池行業(yè)的兩大“挑戰(zhàn)”——安全隱患和能量密度偏低問題。

中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所研究員肖成偉認(rèn)為，中長期可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的電池體系包括固態(tài)鋰電池、鋰硫電池和鋰空氣電池。就目前市場情況來看，一些國外企業(yè)研發(fā)出的全固態(tài)鋰電池能量密度可達(dá)300～400Wh／kg，其有望成為下一代高能量密度動(dòng)力和儲(chǔ)能電池技術(shù)的重要發(fā)展方向。

據(jù)了解，除了安全性高、能量密度高之外，固態(tài)鋰電池還具有循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬、電化學(xué)窗口寬、具備柔性優(yōu)勢、回收方便等優(yōu)勢。也因此，旭化成的名譽(yù)技術(shù)總監(jiān)吉野彰先生認(rèn)為：新一代的電池，最接近實(shí)用性的是固態(tài)鋰電池。

此外，有專家認(rèn)為，固態(tài)鋰電池的生產(chǎn)設(shè)備約有80％可以延用傳統(tǒng)鋰電池的生產(chǎn)設(shè)備，只是在生產(chǎn)環(huán)境上有了更高的要求，這無疑是固態(tài)鋰電池商業(yè)化進(jìn)程中的又一重大利好。

國內(nèi)企業(yè)布局固態(tài)鋰電池進(jìn)程

固態(tài)鋰電池從20世紀(jì)50年代就已開始研究。只不過在早期，固態(tài)鋰電池的電化學(xué)性能、安全性、工程化制造方面一直無法滿足應(yīng)用要求。近年來，固體電解質(zhì)材料，特別是硫化物電解質(zhì)材料取得了重大突破，固態(tài)鋰電池技術(shù)漸漸開始引起世界范圍內(nèi)的重視。“鋰”想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)并不簡單，但在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐。

打響國內(nèi)輿論第一槍的電池企業(yè)是珈偉股份。2016年11月，珈偉股份召開一場“全球首例固態(tài)鋰電池與快充電池發(fā)布”，2017年年底則宣稱可以量產(chǎn)固態(tài)鋰電池了。而據(jù)了解，該公司采用的電解質(zhì)是凝膠混合物（屬于液態(tài)鋰離子電池范疇），這也被業(yè)界質(zhì)疑為“類固態(tài)”并非固態(tài)鋰電池。

易成新能則通過收購的手法切入鋰電池制造環(huán)節(jié)。2017年11月24日，易成新能公告稱，擬7000萬元收購河南平煤國能鋰電公司70％股權(quán)。消息稱，易成新能作為一家主業(yè)虧損嚴(yán)重的光伏行業(yè)公司，對(duì)于主打產(chǎn)品固態(tài)鋰電池只有概念性描述，卻沒有能量密度、安全性、循環(huán)次數(shù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的支持，而在項(xiàng)目技術(shù)支持方面也難言樂觀。

與上面提到的兩家企業(yè)不同，贛鋒鋰業(yè)的布局顯得比較實(shí)際。2017年12月6日，贛鋒鋰業(yè)發(fā)布公告稱，計(jì)劃以不超過2．5億元投資建設(shè)第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線。值得一提的是，固態(tài)電池專家、原中科院材料所研究員許曉雄博士與贛鋒鋰業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，目標(biāo)在3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化。

許曉雄博士，作為科技部“十二五”新能源領(lǐng)域“全固態(tài)鋰離子儲(chǔ)能電池”項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，長期致力于固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)，公開資料顯示，其至今已申請(qǐng)專利30余項(xiàng)，其中已授權(quán)專利11項(xiàng)。

此外，電池產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)，也積極行動(dòng)起來。寧德時(shí)代、比亞迪、比克電池、沃特瑪、中天科技，以及當(dāng)升科技等均有固態(tài)鋰電池領(lǐng)域的布局。其中，寧德時(shí)代在聚合物和硫化物基固態(tài)電池方向分別開展了相關(guān)的研發(fā)工作并取得了初步進(jìn)展；中天科技集團(tuán)與中科院青島能源所簽約開發(fā)高性能全固態(tài)鋰電池。

國內(nèi)企業(yè)在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域的技術(shù)積淀并不如國外巨頭，但國內(nèi)排名前列的電池及相關(guān)企業(yè)都在進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備，中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在該領(lǐng)域的推進(jìn)力度是走在世界前列的。雖然在2020年之前，大規(guī)模量產(chǎn)依然是不現(xiàn)實(shí)的事情，但就像中國工程院院士陳立泉所說：“如果能量密度進(jìn)一步提高，一定要從現(xiàn)在開始就要考慮固態(tài)鋰電池。”他表示，要大力支持固態(tài)鋰電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，讓我國鋰電池產(chǎn)業(yè)從跟跑到領(lǐng)跑。發(fā)展固態(tài)鋰電池，刻不容緩！