5月23日,包括上汽集團副總裁總工程師、創新研究開發總院院長祖似杰,上汽乘用車公司副總經理蘆勇,上汽零束CEO李君,上汽捷能汽車公司總經理仇杰,上汽清陶總經理李崢,上汽集團公關部總經理管熠中等業內大佬齊聚上海,不僅展示了上汽集團近年來在新能源方面的發展動態,也重點展示了上汽在固態電池方面的進展。
一、起步雖晚,但發展迅速
同鋰電池一樣,日本在全固態電池的研發方面,起步很早。目前,日本申請的固態電池方面的國際專利,能占據68%。盡管如此,由于固態電池目前仍處于量產前的技術積累階段,再加上國內新能源汽車市場發展迅速,帶來的完整產業鏈及最多的研究人員、濃郁的競爭氛圍和充足的研發經費,因而我國能夠在固態電池領域后來居上,實現對日反殺,將是極大概率的事件。
二、固態電池的優勢
大家都知道,我國目前在鋰電池領域,無論是從規模上,還是從技術水平上,都處于世界領先水平。既然如此,那我們為何還要去花大力氣去研究在技術水平上,我們“相對落后”的固態電池呢?原因主要在于,相比目前的鋰電池,固態電池有著“不可替代”的優勢。全固態電池一旦量產,將會對目前的三元鋰/磷酸鐵鋰電池產生“降維打擊”。
那么,固態電池的具體優勢在哪里呢?
1.能量密度高。這個很好理解,傳統鋰電池由于很多空間都要留給無法儲存能量的電解液,自然也就降低了電池的能量密度。而固態電池由于取消了電解液,自然提升了電池的能量密度。相較于目前鋰電池200~300Wh/kg的能量密度,固態電池的能量密度有望提高一倍(達500Wh/kg)。
而能量密度上升,對消費者來說最直觀的表現就是續航里程的提升。除少部分車型目前續航里程超1000km外,絕大部分長續航版本車型的續航里程都集中在700~800km。而一旦能量密度達500Wh/kg的固態電池上市后,電車的續航里程有望達到1500km左右。即便考慮到里程衰減和打折等情況,其實際續航里程也大概率超過1000km,使得其表現要顯著好于目前的燃油車,基本上可滿足絕大多數用戶一天的駕駛距離,實現“白天開車,晚上充電”,從而徹底告別里程焦慮的煩惱。更何況,固態電池時代,里程衰減和打折等情況本身也將得到緩解。
2.穩定性好。由于少了電解液這個“不穩定因素”,使得固態電池無論是在安全性上,還是功能的穩定性上,都將比目前的鋰電池表現更好。關于安全性,我們將放在第三點單獨講述;這里我們重點講述功能的穩定性。固態電池由于沒有了液態電解質,從原理上來說,可在一定程度上抑制鋰枝晶的生長。而鋰枝晶的生長是引起鋰電池電量衰減最主要的因素,因而固態電池的這一特點,將會顯著延長其使用壽命。固態電池的另一特點,就是其低溫容量保持率超過 90%(同樣是少了電解液這個影響因子的結果),這也就意味著在極寒天氣下,電池仍可以保持90%的續航里程,這使得電動車的適用范圍可以擴展到東北、西北等地區。
3.安全性好。很多人不一定了解的是,很多電池的電解液也是易燃的,特別是當電池因事故等原因造成泄漏后,流出的電解液極易造成起火、爆炸等進一步事故。因此,脫離了電解液的固態電池,在安全性方面可以獲得顯著提升。比如說上汽研發的固態電池,可以做到在針刺以及200℃熱箱的場景下,能夠確保電芯不起火不爆炸。
三、固態電池的難點
對于固態電池而言,目前面臨的第一大問題就是制造成本,不過這個問題將會隨著固態電池的不斷普及而趨于解決。比如說目前液態電池的價格,只有十年前的1/10,這是通過規模化生產,不斷攤薄研發和制造成本實現的。未來隨著固態電池生產規模的不斷擴大,其價格也將不斷下降。
另一條則是固態電池對于制造工藝的要求更高。與固態電池相比,目前的車用電池電解質材料基本都是液體。而液體的活性要相對高于固體,所以可以接受電池具有輕微的制造缺陷;當電池變為全固態之后,對制造的缺陷相當于零容忍,因此對于制造能力和品質的要求就會非常高。不過這對于“世界工廠”的中國而言,完全解決工藝上的困難,恐怕也只是時間問題。
四、上汽在固態電池方面的進展
在文章的最后,我們來介紹下上汽在固態電池方面的進展。上汽在固態電池的研發與制造方面,已經走在了國內車企的前列。今年十月,能量密度超過300Wh/kg的光年固態電池(半固態電池)將搭載智己L6,助力后者的續航里程超過一千公里;2026年,能量密度超過400Wh/kg的全固態電池將實現量產;到了2027年,能量密度將進一步提升至500Wh/kg,并實現純電車型和混合動力車型的全覆蓋。
