全球鋰電池戰場進入白熱化競爭,為了超車在液態鋰電池獨大的中國,日韓全固態鋰電池動作頻頻。
集邦科技最新一份「新能源車固態鋰電池發展分析」指出,目前全球廠商在固態鋰電池的布局,日系車廠主要以硫化物原料為主,其中,豐田專利數多並與Panasonic合資成立「Prime Planet Energy & Solutions」,共同開發固態鋰電池,Toyota宣布2027年將量產全固態鋰電池車,成為日系車廠中進度最快者。
集邦指出,固態鋰電解質依材料分為硫化物、氧化物以及聚合物3種技術路線,而電池型態依液態電解質重量占比分為半固態及全固態鋰電池,考量新能源車對能量密度、充放電效率及安全的要求,硫化物及氧化物被視為最適合新能源車固態鋰電池的材料。
除了日本以硫化物為主,集邦指出,歐美車廠上述3種技術路線皆有佈局,至於中國車廠則布局氧化物,但蔚來汽車、東風汽車及Seres預計最快今年內都只是推出半固態鋰電池車,雖然是全球半固態鋰電池最快裝車業者,由於半固態鋰電池的能量密度約300~400 Wh/kg,仍與全固態鋰電池有明顯差距。
集邦認為,全球各國大車廠加速在固態鋰電池投資與研發,但這項產品仍普遍有界面接觸阻抗、低離子導電率及成本過高等問題需要克服,因此預估全固態鋰電池量產時間點在2030至2035年左右,屆時固態鋰電池能量密度可達到500 Wh/kg,對應的續航里程約是液態鋰電池的2~3倍,追平燃油車續航力。
集邦分析,目前新能源車主要使用液態鋰電池,隨正極材料不同分為鎳鈷錳(NCM)和磷酸鐵鋰(LFP)兩大類,兩者的能量密度發展皆已逼近各自的極限,而雖然導入更高容量的正、負極材料可提高電池容量,但活性較高的材料若搭配鋰電池,其傳統液態電解質在充放電過程中可能有較高的熱失控風險。相較之下,固態鋰電電池的電解質在結構上較穩定,確實有效防止電池短路,為兼顧安全與能量密度的最佳電池解決方案。