?安全:强化热失控、热扩散预警与防护。
?工艺:湿法工艺与现有产业链的兼容度约70%,部分设备依赖定制化开发。
?成本:规模量产与应用后,材料成本要降低到0.8元/瓦时以下。
?协同:整车企业和电池企业需协同设计,共同提升。
目前,固态电池这一未来产业即将迈入高速发展的关键时期,切入千亿级新赛道。受电动车、低空经济等下游高速发展,以及人们对安全问题愈加重视的影响,固态电池将成为2030年前的热点增长领域。未来,相关企业应从以下方面加强固态电池相关技术研究。
一是对固态电池采取合理的安全设计。固态电解质具有本征安全性,因此全固态电池的安全性相比液态电池有了显著提升,但并不等同于绝对安全,电池系统仍存在一定的热失控和热扩散风险,需要针对电池系统热扩散的不同阶段采取安全与防护措施,提高电芯级别的热失控预警能力和系统级别的热扩散防护能力。
二是创新生产工艺,满足固态电池对界面高一致性要求。固态电池内部结构可采取串联方式,没有内部极耳,可以提高制造效率;外部结构将主要为“叠片+软包”,可以更好地施加界面束缚压力,以保证稳定的电池反应。固态电池可在一定程度上沿用现有湿法工艺,与现有产业链的兼容度约70%,干法工艺兼容度略低,但部分设备依赖定制化开发,尤其是正负极和电解质膜生产设备。
三是固态电池仍需进一步降本。根据材料成本进行测算,当前固态电池的材料成本为1.5~2.5元/瓦时,显著高于液态电池,且固态电池的生产线设备仍需定制化研发,初期制造合格率可能较低,将进一步推高整体成本。未来通过材料性能提升、生产工艺简化、电芯结构创新等方式,实现大规模量产与应用后可在一定程度上降低生产成本,目标是将整体成本降至0.8元/瓦时以下。
四是固态电池生产企业需同整车企业协同设计。固态电池对整车设计提出新要求。与液态动力电池相比,固态电池需要外部提供较高的束缚压力,以保证固固界面下的电池反应。此外,固态电池对于整车的热管理设计、一体化集成(CTC、CTB等)、结构件设计、全生命周期监测和管理提出了新的需求,需要整车企业和电池企业协同设计,共同提升。