今年3月,宁德时代董事长曾毓群出席公司业绩解读会时曾表示固态电池商业化尚远,在接受采访时也表示该技术未成熟且存在安全隐患。然而半年后,宁德时代于8月13日在互动平台上宣布,公司在该领域技术处于领先水平,并有望在2027年实现小批量生产。宁德时代这一态度的转变引发了对其背后原因的思考,可能涉及技术突破、生产工艺改进以及市场需求等变化,使得曾经的保守转化为积极的生产规划。
值得注意的是,在今年4月举行的CIBF2024是,宁德时代首席科学家吴凯曾表示,如果用技术和制造成熟度作为评价体系(以1-9打分),宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平。
“宁德时代的目标是到2027年达到7-8分的水平,意味着届时可以小批量生产全固态电池,但大批量生产仍然会面临成本等问题。”吴凯称。
据了解,宁德时代目前投入研发较多的技术路线是硫化物路线,目前已有高能量密度的固态电池样品,并已成功构建了10Ah级别的验证平台,但距离商业化仍需一定时间。
当前的市场上,固态电池主要的技术路线有三种,分别是硫化物、氧化物与聚合物。
三种技术路线各自的优点与缺点都很明显。
硫化特技术路线的核心优势是高离子电导率、低界面电阻以及较好的机械强度与加工性;核心痛点是遇水会产能H2S气体以及成本高。
氧化物技术路线的核心优势是安全性好、稳定性高以及离子电导率高;核心痛点是成膜脆性大、固固接触差以及规模化制备困难。
聚合物技术路线的核心优势是技术成熟度较高、加工性好、成本低;核心痛点是离子电导率差、高压稳定性差、热安全性提升有限。
当前全固态电池的主要挑战有:1、固固界面硬接触,机械和电化学稳定性显著影响全固态锂电池的循环性能有倍率性能;2、锂金属负极所伴随的枝晶和极化问题是高比能固态电池应用的核心难题;3、硫化物电解质的空气稳定性与成本限制了其规模化发展;4、核心工艺在于固态电极和电解质成膜环节,极片结构很大程度影响电池性能。
宁德时代基于上述全固态电池的挑战,进行全固态电池的技术突破。
固态电池产业化提速固态电池技术一度被视为是遥远的未来技术,尽管业内普遍预测固态电池的量产要等到2030年,但近期的一系列动态显示,这一技术的发展可能比预期来得更快。今年4月,智己汽车推出了配备“第一代光年固态电池”的智己L6电动车型,广汽集团也宣布计划在2026年将全固态电池应用于昊铂车型。紧接着,太蓝新能源和德国团队也分别宣布了720Wh/kg和超1000Wh/kg的固态电池技术突破,引发了市场的热议。从4月下旬起,赣锋锂业、辉能科技、领新新能源等众多国内企业以及三星SDI等海外企业,纷纷宣布了项目投产、技术突破和量产计划等消息。新兴和二三梯队电池厂商,如清陶能源、卫蓝新能源,国轩高科、亿纬锂能等也在积极研发固态电池,力图占据发展先机。然而,全固态电池商业化面临技术、成本和生产挑战。宁德时代和比亚迪作为电池行业巨头,之前对固态电池持保守态度。宁德时代最近才公布全固态电池的具体量产时间表,而比亚迪虽然透露了量产固态电池的计划,但目前仍以第二代刀片电池为主。宁德时代的策略调整或是为了应对行业对固态电池技术的高度热情,避免在这场技术竞赛中失去领先优势。