固态电池商业化加速,硫化物电解质路线最受关注
固态电池因兼具高能量密度和高安全性,被视为「梦想电池」,近年随著技术突破与产业化进展,这种电池正加速走入现实。根据TrendForce统计,目前全球有近百家企业竞逐固态电池商业化,最多厂商侧重硫化物固态电解质的技术路线。
目前Toyota、Mercedes-Benz、BMW、Chery和Stellantis等车厂已陆续展开固态电池的装车测试。在产业、社会资本的支持下,日本、韩国、中国等主要地区正加速构建固态电池供应链,推动上下游配套产能的建设。目前全球固态电池产能规划已达上百GWh(吉瓦时),包含半固态电池在内的部分产能已率先投产,全固态电池则进入百MWh(兆瓦时)级的pilot run(小规模试产)阶段,因此,至2030年前或将是固态电池产品商业化落地的关键期。
TrendForce数据显示,亚洲地区半数以上企业固态电池设计方案倾向选择以硫化物为主体固态电解质,如Toyota、Honda、Samsung SDI、LGES、SK On,以及CATL、BYD、Gotion等领先制造商均重点布局此技术路线。北美和欧洲地区也出现许多新创企业,包括QS、Solid Power、Factorial Energy、ilika、Adden Energy和Basquevolt,技术路线主要为聚合物和氧化物固态电解质。
TrendForce表示,硫化物固态电解质具备较高的离子电导率、易加工等特点,未来有望成为固态电池主流技术。但硫化物电解质空气稳定性差,遇水易产生有毒气体硫化氢,导致电芯制造工艺难度大、成本高昂。此外,硫化物技术有较高的专利壁垒,因此尚无稳定现金流的新创企业多选择氧化物或聚合物路线。成熟企业则可同时布局多种技术路线,并著重于性能潜力大的硫化物固态电解质。
固态电池领域近十年的重点目标是将技术可行性转化为商业可行性,目前中国已率先实现半固态电池技术的商业化,使用氧化物和聚合物半固态电解质,于电动汽车和储能领域达成GWh级小规模应用,电芯能量密度最高达300至360 Wh/kg。
全固态电池由于技术复杂、生产成本高,加上供应链不够成熟,暂未实现量产。但Toyota、Honda、Samsung SDI、CATL和BYD皆已将研发成果扩大到pilot run规模,预计2027年左右将投入使用,实现400 Wh/kg以上的电芯能量密度。