在重慶市渝北區,長安汽車數智工廠的電池車間內,工人們正忙碌地操作著各種高科技設備,一幅現代化生產的景象映入眼簾。這張由新華社記者王全超拍攝的照片,生動記錄了新能源汽車產業蓬勃發展的一個縮影。
近期,汽車行業迎來了一則振奮人心的消息:梅賽德斯-奔馳宣布成功開啟全固態電池的路測,這款電池的能量密度高達450瓦時/千克。全固態電池,作為動力電池領域的“明日之星”,正吸引著眾多企業的目光,多家公司紛紛公布了量產時間表,整個行業呈現出前所未有的熱度。
在中國全固態電池產學研協同創新平臺年會上,中國科學院院士歐陽明高預測,全固態電池有望在2027年開始裝車驗證,但要實現大規模量產,還需等待5至10年的時間,預計2030年將迎來量產的春天。這一預測為行業描繪了一幅清晰的藍圖。
固態電池并非新鮮事物,但其在技術上的突破和量產的臨近,卻引發了新一輪的爭搶研制熱潮。日系車企如豐田、本田和日產,早已在固態電池領域深耕多年,紛紛宣布了量產計劃。面對這一形勢,國內電池制造商和汽車企業也不甘落后,加速布局固態電池領域。
寧德時代作為國內的電池巨頭,已建成全固態電池中試生產線,并計劃在2027年實現小規模量產。同時,華為也公布了最新的硫化物固態電池專利,顯示出在固態電池領域的深厚實力。比亞迪則早在2013年便開始了固態電池的研發,預計將在2030年后實現大規模商業化落地。
新能源車企同樣不甘示弱,廣汽埃安、奇瑞汽車、上汽集團和長安汽車等紛紛宣布了固態電池的量產計劃,搶占市場先機。一汽集團首席科學家王德平也表示,我國全固態電池關鍵技術研發已取得突破,未來2至3年內有望實現小批量裝車應用。
然而,固態電池要實現大規模應用,還需克服諸多技術和成本上的挑戰。固態電池采用全新結構和材料,生產工藝復雜,成本高昂。目前,固態電池的材料成本每瓦時在2元以上,遠高于現有的液態電池。固態電解質離子導電率、與電極材料的匹配性以及界面問題等仍需解決。
盡管面臨諸多挑戰,但固態電池領域的技術路線逐漸聚焦。硫化物固態電池因其優越的性能,成為全球范圍內研究的重點。歐陽明高建議,全固態電池的技術路線應聚焦以硫化物電解質為主體,匹配高鎳三元正極和硅碳負極,以提升電池的能量密度和循環壽命。
在人工智能技術的推動下,全固態電池的研發效率正在大幅提升。傳統實驗室研發中的試錯型研發模式正在被智能化設計所取代,通過多尺度集成仿真和AI技術,企業能夠更快地找到最優材料組合,提升電池性能。蘇州易來科得科技有限公司和寧德時代等企業,正在利用人工智能技術,加速全固態電池的研發進程。