在重庆市渝北区,长安汽车数智工厂的电池车间内,工人们正忙碌地操作着各种高科技设备,一幅现代化生产的景象映入眼帘。这张由新华社记者王全超拍摄的照片,生动记录了新能源汽车产业蓬勃发展的一个缩影。
近期,汽车行业迎来了一则振奋人心的消息:梅赛德斯-奔驰宣布成功开启全固态电池的路测,这款电池的能量密度高达450瓦时/千克。全固态电池,作为动力电池领域的“明日之星”,正吸引着众多企业的目光,多家公司纷纷公布了量产时间表,整个行业呈现出前所未有的热度。
在中国全固态电池产学研协同创新平台年会上,中国科学院院士欧阳明高预测,全固态电池有望在2027年开始装车验证,但要实现大规模量产,还需等待5至10年的时间,预计2030年将迎来量产的春天。这一预测为行业描绘了一幅清晰的蓝图。
固态电池并非新鲜事物,但其在技术上的突破和量产的临近,却引发了新一轮的争抢研制热潮。日系车企如丰田、本田和日产,早已在固态电池领域深耕多年,纷纷宣布了量产计划。面对这一形势,国内电池制造商和汽车企业也不甘落后,加速布局固态电池领域。
宁德时代作为国内的电池巨头,已建成全固态电池中试生产线,并计划在2027年实现小规模量产。同时,华为也公布了最新的硫化物固态电池专利,显示出在固态电池领域的深厚实力。比亚迪则早在2013年便开始了固态电池的研发,预计将在2030年后实现大规模商业化落地。
新能源车企同样不甘示弱,广汽埃安、奇瑞汽车、上汽集团和长安汽车等纷纷宣布了固态电池的量产计划,抢占市场先机。一汽集团首席科学家王德平也表示,我国全固态电池关键技术研发已取得突破,未来2至3年内有望实现小批量装车应用。
然而,固态电池要实现大规模应用,还需克服诸多技术和成本上的挑战。固态电池采用全新结构和材料,生产工艺复杂,成本高昂。目前,固态电池的材料成本每瓦时在2元以上,远高于现有的液态电池。固态电解质离子导电率、与电极材料的匹配性以及界面问题等仍需解决。
尽管面临诸多挑战,但固态电池领域的技术路线逐渐聚焦。硫化物固态电池因其优越的性能,成为全球范围内研究的重点。欧阳明高建议,全固态电池的技术路线应聚焦以硫化物电解质为主体,匹配高镍三元正极和硅碳负极,以提升电池的能量密度和循环寿命。
在人工智能技术的推动下,全固态电池的研发效率正在大幅提升。传统实验室研发中的试错型研发模式正在被智能化设计所取代,通过多尺度集成仿真和AI技术,企业能够更快地找到最优材料组合,提升电池性能。苏州易来科得科技有限公司和宁德时代等企业,正在利用人工智能技术,加速全固态电池的研发进程。