如今，固態(tài)電池已成為各大企業(yè)爭奪市場又一陣地。

近日，據外媒報道，寶馬和福特近日宣布向美國新創(chuàng)企業(yè)Solid Power擴大出資，出資額與其他企業(yè)一共達到1.3億美元。寶馬和福特將于2022年分別向Solid Power采購試驗車用的全固體電池。

據悉，Solid Power的目標是設計一種可以在目前鋰離子電池相同的生產線上生產的固態(tài)電池。

此前，寶馬曾表示，公司將在2030年之前推出全新的固態(tài)電池技術，并在2025年之前亮相相關車型。寶馬方面表示，其開發(fā)的固態(tài)電池技術可將電池能量密度提高約50%。

不只寶馬和福特，現(xiàn)代汽車、豐田、蔚來、蜂巢能源等國內外企業(yè)都在進行固態(tài)電池技術的研發(fā)，以占領該領域。

企業(yè)競逐固態(tài)電池

國外方面，現(xiàn)代汽車正在加速推進固態(tài)電池的研發(fā)工作，并計劃在2025年試生產配備固態(tài)電池的電動車，2027年部分批量生產，在2030年左右實現(xiàn)全面批量生產。該公司正在與三星SDI、SKI和LG新能源在內的電池企業(yè)進行合作，以推進固態(tài)電池的開發(fā)和量產工作。此外，大眾汽車投資的QuantumScape預計最早將在2024年為大眾電動汽車生產固態(tài)電池;豐田汽車計劃在2025年與松下合作推出一款使用固態(tài)電池的限量發(fā)售的電動汽車;本田本年度將開始全固態(tài)電池生產技術驗證，并力爭應用到2020年代后期的車型上。國內方面，今年1月，蔚來發(fā)布了150kWh固態(tài)電池包，可實現(xiàn)360Wh/kg的能量密度，并定于2022年第四季度對外交付;長城汽車旗下的蜂巢能源聯(lián)手中科院建設固態(tài)電池技術研究中心，計劃2025年在量產車上應用能量密度達350-500Wh/kg的固態(tài)電池;贛鋒鋰業(yè)近日宣布擬投資22億元建設高比能固態(tài)電池超薄鋰負極材料項目。而國軒高科、輝能科技、寧德時代等公司也有布局固態(tài)電池。

三種技術路線誰將勝出?

因為用固態(tài)電解質代替隔膜和電解液，所以固態(tài)電池最大的優(yōu)點是能量密度高。同時，因為沒有電解液，固態(tài)電池被穿刺后，不易起火和爆炸，因此更加安全。

根據電解質的不同，目前固態(tài)電池主要有三大技術路線：聚合物、硫化物和氧化物。其中，聚合物電解質屬于有機電解質，而后兩種屬于無機電解質。

整體來看，日韓企業(yè)多采用硫化物固態(tài)電解質技術路線，中國企業(yè)以氧化物路線為主，歐美企業(yè)則在三種路線的選擇上更為均衡，如Solid Power主要研發(fā)基于硫化物的全固體電池，QuantumScape固態(tài)電池走的是氧化物路線。

不過，無論是哪種固態(tài)電解質材料的技術路線，都有各自的缺點，對于參與企業(yè)來說都是巨大的挑戰(zhàn)。

綜合來看，聚合物固態(tài)電池能量密度極低，只能在60度以上才能正常工作，并且充電倍率較差;硫化物固態(tài)電池對生產環(huán)境要求苛刻，還易產生有害氣體;氧化物固態(tài)電池的電解質的柔韌性比較差。

而要將這些難點攻克，讓固態(tài)電池走出實驗室，量產應用到動力電池領域，還需要很長一段時間。業(yè)界認為，受當前技術水平的限制，距離固態(tài)電池規(guī)模化量產預計還需要5-10年時間。

首先在高端電動汽車中采用

在固態(tài)電池的發(fā)展過程中，還存在許多成長過程中需要面對的問題，一些瓶頸還有待解決。這些難題包括固態(tài)電解質材料的鋰離子電導率偏低、金屬鋰反復充放電的循環(huán)性問題、電解質可塑性差等。

因為無法落地，此前一直在研發(fā)固態(tài)電池的Fisker公司已經宣布放棄對固態(tài)電池的進一步研究。Fisker創(chuàng)始人Henrik Fisker表示，“當你覺得完成了90%的研發(fā)工作時，你會發(fā)現(xiàn)，剩下的10%要比前面90%更加艱難。”

當然，作為下一代鋰電技術的制高點，固態(tài)電池之所以吸引這么多企業(yè)投資，證明其還是有一定優(yōu)勢的，不過要做到降本。

彭博新能源財經預計，固態(tài)電池將首先在高端電動汽車中采用，其成本將在2032年下降至與傳統(tǒng)鋰離子電池的同等水平。

而隨著固態(tài)電池的更多采用，到2035年，歐洲和美國對純電動汽車鋰電池的需求可能會增加15-27%。

可以預計，未來的固態(tài)電池大戰(zhàn)會越來越激烈，最終哪家企業(yè)或技術路線會最終勝出，讓我們拭目以待!