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演说节录|锂电池技术停滞期将至,固态电池如何快速上位?

「2019全球汽车动力电池创新技术大会」于上海盛大展开,会场云集锂电池与汽车产业重量级来宾,固态电池厂辉能科技受邀针对固态电池在电动车市场商业化可行性与产业化时程发表演说,分享固态电池在产业化及进入车用过程中的机会点、挑战与辉能的策略。


<辉能科技业务处长 郑博伦出席发表演说>

机会|电池技术空窗即将来临
受到全球新能源车需求推动,锂电产业正以前所未有的规模与速度发展,现行的液态锂电池大致能够达到市场要求,但在安全性和能量密度方面却只到勉强达标甚至不足的程度,且在不牺牲安全性的前提下,锂电池的能量密度进展将在两年内上触到理论上的天花板。
然而,新电池技术如锂硫电池或锂空气电池,都尚在研发初期,至少要到2040年之后才有可能有商业化的机会,如此一来,2021年到2040年就形成了一个电池技术的空窗期,全球新能源车产业正要起飞,如何在最快速又兼顾经济效益的情况下去让一项全新的电池技术去递补上传统锂电造成的缺口,是我们一直以来思考的方向。


<动力电池技术空窗即将来临>

挑战 |能量与成本难两全
市场殷切期待固态电池新能源车能够尽快落地,对固态电池也有千百种的幻想,但我们今天要提出一些比较实际的看法。
大家应该经常可以看到固态电池能量密度翻个两三倍的报导,但如果您深入去看国内外一些科学家的看法,事实上固态电解质的密度是比电解液高的,也就是说在采用相同正负极活性材料的情况下,固态电池的能量密度反而会低于液态,若真要超越液态,必须采用高镍正极(HNMC)搭配高比例的硅或锂金属负极等高利用率的活性材料。
但是,这几项材料技术在现行还未有电池厂能够完全掌握,更别提在近三五年内量产这样的高能量固态电池。
另外这还牵扯到一个问题:成本,目前高镍正极与新型负极的供应链都还不成熟,供货量也很小,我们如何能期待这么梦幻的材料组合能够以亲切的价格出现在市场上呢?

策略 |双管齐下 专注达成最终目标
辉能提出的策略是同时发展固态电池芯技术以及针对固态电池所发展出的机构组装技术,在本质安全的基础上,同步拉升「模块能量密度」与「成组效率」来达到高的电池包能量密度。
我们透过过去12年在固态电池研发与实用化过程中的技术积累,发展出了一套全新的电池包技术: 「MAB多轴固态双极电池包」。
建构在固态电池安全性上,以多轴向内部串并联的方式堆栈电芯,且每一块电芯都自带散热机制,因此电池包内部能够紧密堆栈,省去大量松散空间、散热系统与保护机构材,把体积成组效率拉升到75%左右,高于现行电池包约3到5.5成。
如此一来,即便采用与目前液态电池相同的正负极材料,在电池包阶段的能量密度仍然高于台面上所有车款,预计在2022年辉能就能以800Wh/L的电芯搭配75%成组效率制造出600Wh/L的电池包,协助电动车达到等同燃油车的单次充电续航里程,750公里,当然,安全性还是在标准之上。


<辉能利用两项核心技术同步提升电池包能量密度>

经过这一两年与车厂的合作交流,很荣幸的,辉能双管齐下的策略都获得车厂的认同与好评,也共同制作了几台样车,近日很快又会有好消息能分享给各位。
另外,关于规模化,目前辉能已与十数家的锂电池厂、车厂或相关企业进行JV或授权生产的计划讨论,我们期望能够透过团体的力量,共同在最短的时间内将固态电池甚至固态电池车带进市场,完成动力电池的革新,填补电池技术的空窗期。

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