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日三大车厂将联合研究固态电池,中国多家企业将走出实验室

2018-05-09 15:02:04

【文/观察者网 尹哲】固态电池已被广泛确认为下一代动力电池的发展方向,中国、日本等国企业正紧锣密鼓开展研究。

据界面新闻9日援引日本媒体的报道,丰田、日产、本田与松下将联合进行固态电池的研究。观察者网注意到,在该领域,国内多家企业已接近走出实验室,并进入产品正式投产前的试验阶段。

报道称,此次研究获得了日本经济产业省提供的1400万美元资金支持,同时还与锂离子电池材料评价研究中心(下称:Libtec)进行了合作。

在本届北京车展上,丰田汽车研发中心(中国)总经理中尾清哉描述道,全固态电池的能量密度会得到大幅提升,“具体的数值现在不太好说,跟锂电池相比的话,至少是它的1倍”。

据媒体此前报道,电动汽车制造商菲斯克于2017年底申请固态电池专利,为该类电池的优越性能提供了佐证。

菲斯克透露旗下固态电池单次充满电后,可支持电动车持续行驶804公里,充电时间仅为1分钟,而成本仅为常规锂离子电池2020年预计成本的1/3。

另外,除安全性、能量密度高之外,固态电池还具有循环寿命长(薄膜型全固态金属锂电池可循环4.5万次)、工作温度范围宽(最高操作温度有望≥300℃)、电化学窗口宽(有望达5V)、具备柔性优势(可制备成薄膜电池和柔性电池)、回收方便(理论上没有废液)等特性。

目前,日本在主流汽车电池领域正被中韩等国企业夺走市场份额。

数据显示,在2013年,日本供应商占据了全世界大约70%的汽车电池份额。但随着中韩等国企业的强势发展,2016年,日本的市场占有率降低至41%

据日经中文网2日报道,日本政府将与民营企业携手推进新一代纯电动汽车(EV)电池的开发以实现反攻。

从5月开始,日本经济产业省将与丰田、旭化成、松下等汽车、材料、电子机械企业展开合作,推进高效率全固体电池的开发。

为此,日本政府针对Libtec项目投资了16亿日元(约合人民币9346万元),目标是在2030年前研发出能够支持800公里续航里程的电池,希望让该国重返汽车电池领域世界前列。

国内多家企业将走出实验室

观察者网整理发现,我国分别于2016年10月和2017年3月发布《节能与新能源汽车技术路线图》、《促进汽车动力电池产业发展行动方案》(下称:《方案》)提出,到2025年,纯电动车动力电池的单体能量密度目标达到400Wh/kg,2030年达到500Wh/kg。

《路线图》内容整理

其中,《方案》显示,将通过国家重点研发计划、国家自然科学基金等,鼓励高等院校、研究机构、重点企业等协同开展新体系动力电池产品的研发创新,积极推动锂硫电池、金属空气电池、固态电池等新体系电池的研究和工程化开发。

武汉大学教授艾新平曾描述过一个对应关系:如果单体能量密度达到300Wh/kg,续航里程设计到300Km比较合理,400Wh/kg对应400Km续航里程;如果哪一天电池单体做到500瓦时/公斤,设计续航里程500Km的车也就比较合理了。

(翻页看国内企业研制进展)

据高工锂电网4月报道,在固态电池研制方面,国内多家企业已接近走出实验室:

1、万向新一代固态电池将用于宝马xEV系列

通过海外投资,万向已成为业内人士眼中锂电界隐藏大BOSS。

2017年9月,万向旗下的A123系统公司投资了SolidPower(美国固体动力公司),已创造出容量比传统锂离子高2-3倍的固态电池。

2017年11月,万向旗下电动车制造商菲斯科申请了一款固态电池专利,该产品可将电动车续航里程提高至800公里,充电时间压缩到1分钟。

2018年2月,SolidPower确认与宝马合作,双方将共同研发新一代电动车固态电池技术,根据宝马的表态,新一代固态电池产品将在宝马xEV系列车型上应用。

2018年2月底,万向对外宣布,旗下A123系统公司对美国离子材料公司进行了投资。离子材料公司系一家新材料科技公司,该公司研发出的特殊聚合物电解质,可将新型固态电池性能提高到全新水平。

2、宁德时代已制定并实施固态电池路线

2016年10月,宁德时代新能源柳娜博士介绍了宁德时代在聚合物固态锂金属电池、硫化物固态电池领域的布局和研发路径。

聚合物固态锂金属电池方面,宁德时代主要开发了聚合物固态锂金属电池。

硫化物固态电池方面,通过对钴酸锂正极材料进行表面修饰,包覆改性后,改善了正极和固态电解质的界面相容性,令正极材料的容量发挥显著提高。

此外,针对材料体系的特点与规模化生产需求,宁德时代探索全固态电池制造工艺,柳娜博士表示,虽然该工艺与传统的锂离子电池工艺差异较大,但有信心走出一条特色创新之路。

3、比亚迪2016年中期确定固态电池为未来发展方向

比亚迪2016年中期业绩会议透露,固体电池将是锂电池未来的方向,已经在尝试小规模使用,并确定将在未来10年,最快5年内提供该类型产品。

2017年8月,比亚迪申请了一种全固态锂离子电池正极复合材料及一种全固态锂离子电池的发明专利。

2018年1月,比亚迪董秘在互动平台上表示,正在积极推进固态电池项目商用。

4、国轩高科半固态电池正向中试转换

2017年11月,国轩高科对外表示已着手研发固态电池及固态电解质。

2018年2月,国轩高科透露,根据与国际一线整车品牌合作的产品要求,正在美国和日本分别开发下一代动力电池生产技术工艺与生产设备,相关产品将使用半固态电池技术。

2018年3月,国轩高科在在投资者互动平台表示公司半固态电池技术目前已处于实验室向中试转换阶段

5、赣锋锂业有望年底完成固态电池中试线

2017年,赣锋锂业通过引进宁波材料所的许晓雄博士团队,正式切入到固态电池板块。

2017年12月,赣锋锂业公告称,拟以不超过2.5亿元投资建设第一代固态锂电池研发中试生产线,规模在亿瓦时级以上,6亿瓦时的动力电池生产线未来着重跟固态电池做匹配。

2018年3月,赣锋锂业确认正在对固态电池进行广泛的试验工作,并在宁波设立了一家研发中心和一条试验生产线,以加快固态锂电池技术的商业化。

目前,赣锋锂业的固态锂电池虽仍处于试验阶段,但已通过多项第三方安全测试,并有望今年年底完成中试线建设。

赣锋锂业7日回答投资者提问时透露,目前其固态锂电池已处于试验阶段,并通过多项第三方安全测试。深交所互动易截图

6、珈伟股份固态电池试运行

2016年11月,珈伟股份在沪举办全球首例固态锂电池与快充锂电池产品发布会,演示了新产品性能,并强调未来将全力加速固态锂电池与快充锂电池的合体,将更深一层的安全保障与超强性能合二为一。

2018年4月,珈伟股份控股子公司珈伟龙能的固态储能科技公司正式投产试运行,据称,新型锂离子电池采用纳米技术,具有强大的储能能力,在快速充电、寿命、安全性等方面优势显著。

测试结果显示,新型电池完成一次充电仅需5分40秒,可实现2万次的充放电循环,预计电池寿命最长可达100年,被三枚铁钉深深击穿后,并未出现燃烧爆炸,仍保持着正常工作。

7、易成新能规划9GWh全固态电池项目

跨界而来的易成新能在固态电池的布局确实达到了先声夺人的效果,但需警惕“虎头蛇尾”。

2017年11月,主营光伏的易成新能公告称,拟7000万元收购河南平煤国能70%股权,切入锂电池制造环节。平煤国能布局的10GWh高比能动力锂离子电池项目总投资50亿元。

上市公司后续发布的项目可行性报告显示,总投资50亿元的项目将分两期建设:一期投建年产1GWh软包单体电池项目,预计2018年底试运行;二期投建9GWh全固态电池项目,规划投资45亿元,根据科研成果的转化情况,预计2019年10月动工。

但后续有对外信息显示,易成新能主打的固态锂电池产品目前只有概念性描述,缺乏能量密度、安全性、循环次数等关键数据的披露,项目技术方面也存在一定难题。

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尹哲

尹哲

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