鉅大LARGE | 點擊量：1720次 | 2018年11月23日
車用固態(tài)電池量產(chǎn)需要多久
11月19日，清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司（以下簡稱清陶發(fā)展）對外宣布，其建成的全國首條固態(tài)鋰電池產(chǎn)線已于11月正式投產(chǎn)。
這條總投資達1億元的生產(chǎn)線產(chǎn)能規(guī)模為0.1GWh，已經(jīng)批量生產(chǎn)出了第一批固態(tài)電池產(chǎn)品，目前可以日產(chǎn)1萬顆電芯。
為此，就固態(tài)電池的研發(fā)和應(yīng)用，中國儲能網(wǎng)記者專訪了清陶發(fā)展副總經(jīng)理、清陶新能源材料研究院院長何泓材。
我國處在國際先進甚至領(lǐng)先水平
中國儲能網(wǎng)：全球來看，日本、韓國、德國、美國和中國都有不少企業(yè)在下注固態(tài)電池，其中日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟省出資16億日元，組織車企、電池企業(yè)和材料企業(yè)聯(lián)合研發(fā)尤為引人矚目。你如何評估全球這五個主要國家在固態(tài)電池上的發(fā)展水平和階段？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
何泓材：日本在固體電池方面的研究開始的較早，水平較高，尤其是在硫系固態(tài)電解質(zhì)方面，日本豐田汽車公司（ToyotaMotorCorp）近日披露了其全固態(tài)電池的框架，并計劃于本世紀20年代初實現(xiàn)商業(yè)化。
韓國三大蓄電池廠商LG化學、三星SDI和SK創(chuàng)新同意聯(lián)手開發(fā)核心電池技術(shù)，此外，它們將成立一個規(guī)模1000億韓元(約合9000萬美元)的基金，來打造下一代電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
德國總理默克爾將計劃撥發(fā)10億歐元用于支持德國的一家電池生產(chǎn)商，同時也將資助一家電池研發(fā)機構(gòu)，用于開發(fā)下一代的固態(tài)電池。德國政府的這一舉措是為了減少德國車企對于中日韓電池供應(yīng)商的依賴。大眾和寶馬公司也在大力發(fā)展固體電池，可能從2024或2025年開始批量生產(chǎn)。
美國QuantumScape獲得1億美元投資；位于美國科羅拉多州的汽車和飛機固態(tài)電池制造商SolidPowerInc日前獲得2000萬美元融資。
目前國內(nèi)有多家科研單位多年的研發(fā)積累，也已經(jīng)有多家企在固態(tài)電池研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化上布局，例如清陶發(fā)展、CATL、珈偉股份、贛鋒鋰業(yè)、北京衛(wèi)藍等公司。
應(yīng)該說目前各個國家在固態(tài)電池的研發(fā)水平相差不大，各國也都在加大投入發(fā)力推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的進程。我國無論是研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程方面都是處在國際先進甚至領(lǐng)先水平的，就看誰先能夠?qū)⒐虘B(tài)電池真正量產(chǎn)并實現(xiàn)應(yīng)用。
中國儲能網(wǎng)：回頭來看，此前不少創(chuàng)業(yè)公司對固態(tài)電池的生產(chǎn)和應(yīng)用的預估都過于樂觀，固態(tài)電池研發(fā)的主要挑戰(zhàn)有哪些？
何泓材：固態(tài)電池研發(fā)和生產(chǎn)的主要挑戰(zhàn)主要在于：高離子導電率固態(tài)電解質(zhì)材料的開發(fā)；固體與固體之間的接觸界面高阻抗和穩(wěn)定性問題；固態(tài)電池特需設(shè)備的開發(fā)等。只有這些挑戰(zhàn)都能找到解決方案，固態(tài)電池才能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。不少創(chuàng)業(yè)公司可能僅僅在其中一兩點上有自己的解決方案，最終還是沒能實現(xiàn)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。
氧化物體系固態(tài)電解質(zhì)已量產(chǎn)
中國儲能網(wǎng)：從材料體系來看，固態(tài)鋰電池與液態(tài)鋰電池的最大區(qū)別在于前者用固態(tài)電解質(zhì)替代了電解液和隔膜。你們的固態(tài)電解質(zhì)是自己解決？性能和成本現(xiàn)在是什么水平？從全球來看，哪家企業(yè)的固態(tài)電解質(zhì)最為領(lǐng)先？
何泓材：清陶成立了自己的固態(tài)電池材料公司，目前已實現(xiàn)氧化物體系固態(tài)電解質(zhì)的批量生產(chǎn)，成本較低。性能達到國際先進水平。蘇州清陶新能源、美國Sakti3在無機陶瓷固態(tài)電解質(zhì)，CATL、豐田、三星在硫化物電解質(zhì)，國珈星際和法國博洛雷在聚合物電解質(zhì)等方面發(fā)力。
中國儲能網(wǎng)：固態(tài)電池走向商業(yè)化量產(chǎn)，我們國家在上游材料與國產(chǎn)化裝備上是否能滿足？
何泓材：近年來我國在上游設(shè)備和裝備方面有了長足進步，在固體電池走向商業(yè)化量產(chǎn)過程中可以提供強力支持，同時清陶擁有自己的自動化設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)業(yè)務(wù)板塊，可根據(jù)市場需求提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)備。在材料方面，清陶也已經(jīng)實現(xiàn)固態(tài)電池關(guān)鍵材料——固態(tài)電解質(zhì)材料的批量生產(chǎn)，為固態(tài)電池量產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
中國儲能網(wǎng)：固態(tài)電池未來主要應(yīng)用市場在哪里？
何泓材：固態(tài)電池設(shè)計多元化，解決了安全性問題，可適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域。例如在目前液態(tài)電池應(yīng)用的消費電子、及新能源車用動力電池領(lǐng)域可以應(yīng)用，在目前液態(tài)電池所不能使用的領(lǐng)域也具有巨大的市場空間，比如高安全需求領(lǐng)域、柔性可穿戴器件等領(lǐng)域，還有薄膜類固態(tài)電池在可植入式和智能醫(yī)療設(shè)備、無線傳感器等應(yīng)用領(lǐng)域還有潛在巨大市場。在清陶的市場規(guī)劃中，將優(yōu)先將固態(tài)電池在高安全需求的特種領(lǐng)域以及柔性可穿戴領(lǐng)域進行推廣，隨著電池工藝水平的改進，電池一致性的提升，固態(tài)電池將逐漸進入新能源車用動力電池領(lǐng)域。
車用固態(tài)電池在進行小試
中國儲能網(wǎng)：你們的小型固態(tài)電池今年內(nèi)將實現(xiàn)量產(chǎn)，主要用于可穿戴、數(shù)碼、特種電源。預計價格將在什么水平？未來成本下降的空間有多大？
何泓材：目前量產(chǎn)固態(tài)電池的價格將高于目前液態(tài)鋰離子電池。但未來固態(tài)電池的成本具有較大的下降空間，一方面固態(tài)電池沒有使用特別昂貴的原材料，目前的價格較高是由于目前的生產(chǎn)規(guī)模還相對較小；待今后生產(chǎn)規(guī)模提升之后，人力、管理和能源成本都可獲得大幅下降，同時，產(chǎn)品一致性和產(chǎn)品良率也需要借助生產(chǎn)規(guī)模提升后得到改進，這都將直接帶來固態(tài)電池成本降低；另一方面，固態(tài)電池的高安全性和優(yōu)異的高溫表現(xiàn)也使得電池PACK成本具有較大的下降空間。
中國儲能網(wǎng)：你們是國內(nèi)較早布局車用固態(tài)電池的企業(yè)，那么車用固態(tài)電池從實驗室走向小試、中試和量產(chǎn)分別還需要多少時間？為什么？
何泓材：車用固態(tài)電池小試目前已經(jīng)在進行中，中試樣車動力電池預期還需要2-3年時間，而量產(chǎn)可能還需要3-5年。主要是車用電池對電池一致性有較高要求，需要經(jīng)過當前量產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)品積累工藝經(jīng)驗，提升工藝水平；而且固態(tài)電池真正量產(chǎn)上車還需要定型車型的充分前期驗證；清陶此次推出量產(chǎn)固態(tài)電池的同時，也在全力推進車用固態(tài)電池的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。
中國儲能網(wǎng)：固態(tài)電池何時可以用在儲能領(lǐng)域？如何能達到儲能應(yīng)用領(lǐng)域高安全、低成本、長壽命以及回收要求？
何泓材：儲能應(yīng)用中，要求電池高安全、低成本、長壽命，而固態(tài)電池本身具有高安全、長壽命等特點，契合儲能領(lǐng)域應(yīng)用的要求，因此固態(tài)電池在儲能領(lǐng)域也具備非?？春玫膽?yīng)用前景。同時儲能領(lǐng)域應(yīng)用的規(guī)模都比較大，對電池一致性要求也很高，因此儲能領(lǐng)域的應(yīng)用需要等固態(tài)電池生產(chǎn)實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)品一致性得到明顯提高，成本降下來之后，才能夠真正實現(xiàn)儲能領(lǐng)域的應(yīng)用。另外由于固態(tài)電池高安全、長壽命，未來固態(tài)動力電池的梯次利用也將是儲能領(lǐng)域應(yīng)用的主要方案。
中國儲能網(wǎng)：固態(tài)電池全生命周期如何管理運維？固態(tài)電池退役后該如何處理？是走梯次利用路線還是直接回收處理？
何泓材：固態(tài)電池全生命周期的管理運維和傳統(tǒng)液態(tài)電池基本一致。相比于液態(tài)電池，由于不存在電解液泄露、干涸等問題，可具有更長的使用壽命和高安全性，因此固態(tài)電池將具有更高的梯次利用價值。當然，具體的需要根據(jù)退役之前的具體狀態(tài)，來決定走梯次利用路線還是直接回收處理。清陶團隊在電池梯次利用和回收處理也都有布局。
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