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投資超150億美元！韓國希望成為“固態(tài)電池商業(yè)化第一國”
時間:2023-04-21 18:10來源:電池聯(lián)盟 作者:子蕊
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4月20日，韓國宣布，計劃到2023年，將在電動汽車電池行業(yè)投資20萬億韓元（約合150.46億美元），以發(fā)展這一韓國國家安全和重要戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，并確保韓國能夠領(lǐng)先于其他競爭對手。這20萬億韓元投資將由政府和私營部門共同籌集。
韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部稱：“ 這項聯(lián)合投資將使韓國率先實現(xiàn)商業(yè)化固態(tài)電池生產(chǎn)，成為世界上固態(tài)電池商業(yè)化的第一個國家。”
韓國的目標(biāo)是，在未來五年內(nèi)將該國的陰極材料產(chǎn)能提高四倍，將電池生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的出口增加三倍，并從2025年開始商業(yè)化生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池。
據(jù)悉，韓國三大電池制造商LG新能源、三星SDI和SK On計劃在韓國生產(chǎn)固態(tài)電池原型，并在海外大規(guī)模量化。政府則將提供大量材料上的稅收抵免，并撥出資金以供設(shè)備制造商進行研究。
01
固態(tài)電池空間巨大
由于目前鋰離子電池能量密度已接近理論極限，于是，固態(tài)電池近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)電池使用固體電極和固體電解質(zhì)，具有能量密度高、安全性能好、循環(huán)壽命更長等優(yōu)勢。
中信建投報告指出，半固態(tài)電池有望實現(xiàn)高能量密度+高安全性。能量密度：目前主流三元液態(tài)電池一定安全性下已接近能量密度上限，當(dāng)前半固態(tài)電池能量密度已達到360wh/kg，后續(xù)將繼續(xù)突破。安全性：半固態(tài)電池電解液質(zhì)量分數(shù)僅為5%-10%，固態(tài)電解質(zhì)的不易燃、零揮發(fā)，顯著提升了電池的熱穩(wěn)定性。
固態(tài)電池空間巨大，川財證券指出，據(jù)EVTank的預(yù)測，至2030年全球固態(tài)電池滲透率有望達到10%，需求達到276.8GWh。2023-2030年，全球固態(tài)電池需求增長的復(fù)合增長率達63.7%。
當(dāng)前主流的固態(tài)電池技術(shù)路線有三個，分別是：聚合物、硫化物和氧化物。其中，聚合物最早實現(xiàn)固態(tài)電池裝車測試，其優(yōu)點是易加工，與現(xiàn)有的液態(tài)電解液的生產(chǎn)設(shè)備、工藝都比較兼容，機械性能好且比較柔軟。但也存在電導(dǎo)率太低、與鋰金屬的穩(wěn)定性較差等缺點；
硫化物是三種材料體系中電導(dǎo)率最高的，并且電化學(xué)穩(wěn)定窗口較寬，但熱動力穩(wěn)定性較差，且至今仍然無法避免鋰枝晶的產(chǎn)生；
氧化物具有較好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，但其非常堅硬。且相對于硫化物，氧化物的電導(dǎo)率還是偏低的，這使得在性能中會遇到容量、倍率性能受限等一系列問題。
日韓、歐美及中國的固態(tài)電池的技術(shù)方不同：日韓起步最早并選擇了硫化物固態(tài)電解質(zhì)路線，目前，日韓企業(yè)持有固態(tài)電池專利數(shù)全球領(lǐng)先，據(jù)Patent Result統(tǒng)計，截止2022年3月末全球?qū)＠麛?shù)排名前十全是日韓企業(yè)；歐美選擇氧化物固態(tài)電解質(zhì)路線居多，且均在直接開發(fā)鋰金屬負極應(yīng)用；中國三種固態(tài)電解質(zhì)路線均有布局，在開發(fā)全固態(tài)電池的 同時也在大力發(fā)展對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)更友好的半固態(tài)電池。
02
各國企業(yè)爭相布局固態(tài)電池
相比國內(nèi)，國外更早開始對于固態(tài)電池的研究。日本企業(yè)方面，豐田自1990年起開始研究固態(tài)電池，擁有廣泛的應(yīng)用專利；日產(chǎn)汽車目前已經(jīng)研發(fā)出固態(tài)電池，目標(biāo)是到2025年開始試生產(chǎn)，并于2028年量產(chǎn)一款由全固態(tài)電池驅(qū)動的電動汽車。
韓國企業(yè)方面，LG新能源預(yù)計于2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)；三星SDI去年3月宣布已經(jīng)開始建造業(yè)界第一條固態(tài)電池試生產(chǎn)線——S-Line，公司計劃在2025年完成技術(shù)驗證，2027年正式批量生產(chǎn)；SK On去年１月宣布與美國佐治亞理工學(xué)院的Seung-woo Lee教授合作開發(fā)下一代全固態(tài)電池，公司計劃2025年開發(fā)硫化物全固態(tài)電池試制品，2029年實現(xiàn)商用化。
國內(nèi)企業(yè)也不甘落后，正在奮起直追，贛鋒鋰業(yè)、國軒高科、中創(chuàng)新航等鋰電企業(yè)都有固態(tài)電池的布局。最近，還不斷傳出關(guān)于固態(tài)電池的最新消息：據(jù)贛州市商務(wù)局網(wǎng)站，4月13日，江西省贛州市商務(wù)局發(fā)布項目推介，擬投資建設(shè)單體大容量固態(tài)電池1GWh儲能電站，項目估算總投資45億元；4月18日，在第二十屆上海車展上，上汽集團副總裁、總工程師祖似杰表示，其首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)產(chǎn)品將于2025年下線。
03
短期內(nèi)還無法量產(chǎn)
在近日舉辦的第二屆世界動力電池大會云上宜賓高端論壇中，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高表示，“現(xiàn)在全球已經(jīng)有無數(shù)人投入到全固態(tài)電池技術(shù)的創(chuàng)新運動中，隨著ChatGPT技術(shù)的出現(xiàn)，對新材料的探索效率極大提高，開發(fā)的周期能夠縮短，通過全球的努力，全固態(tài)電池能夠取得成功。”
“我們發(fā)現(xiàn)，在全球頂刊上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在指數(shù)般地增長，可以說技術(shù)是在商業(yè)化的前夜。”歐陽明高說。
在去年3月舉辦的中國電動汽車百人會論壇上，歐陽明高院士對國內(nèi)固態(tài)電池技術(shù)給出了非常明確的發(fā)展節(jié)點：以產(chǎn)業(yè)化為衡量標(biāo)準(zhǔn)的話，2025年能量密度達到350Wh/kg，固液混合電解質(zhì)的半固態(tài)電池出現(xiàn)；2030年能量密度達到400Wh/kg，液態(tài)電解質(zhì)更少的準(zhǔn)固態(tài)電池量產(chǎn)，真正的全固態(tài)產(chǎn)品預(yù)計不超過1%；2035年能量密度目標(biāo)是500Wh/kg，全固態(tài)電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
不過，成本過高、鋰離子電導(dǎo)率偏低等問題，阻礙著全固態(tài)電池的大規(guī)模量產(chǎn)。于是，作為過渡方案的半固態(tài)電池成為企業(yè)投入的焦點。上汽集團副總工程師、上汽捷能汽車技術(shù)有限公司總經(jīng)理朱軍說：“最后計算的還是成本。全固態(tài)電池能量密度再高，主流的電動汽車看重的還是成本。如果半固態(tài)、全固態(tài)電池能夠幫助主流汽車廠商降低成本，那么應(yīng)該很快就能商用。”
總之，固態(tài)電池在量產(chǎn)的路上還有許多工作要做，只有國家、企業(yè)一起努力，才能加快其產(chǎn)業(yè)化進程！
(責(zé)任編輯：子蕊)
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固態(tài)電池
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