据集邦咨询报道,丰田、日产和三星等公司已经开始试生产全固态电池,预计到2027年,其产量可能会达到吉瓦时(GWh)级别。全固态电池在安全性和能量密度方面具有较大的提升潜力,但在实现大规模生产之前,仍面临一些重大挑战,如高生产成本、复杂的制造工艺和缺乏成熟的供应链。
根据TrendForce的预测,若全固态电池的应用规模在2030年突破10GWh,电池价格有可能降至14美分/瓦时左右。随着市场的进一步发展和规模扩张,到2035年,电池价格预计将进一步下降至9-10美分/瓦时,进一步推动全固态电池的商业化进程。
目前,基于不同固态电解质的固态电池(SSB)正在积极开发中,主要有以下几种类型:聚合物基固态电池(Polymer-based SSB):这种固态电池相对成熟,且具备成本优势。例如,基于PEO(聚乙烯氧化物)的聚合物锂金属固态电池已经在欧洲部分地区实现商业化。然而,聚合物基固态电池仍需采用具有更宽电压耐受性和更高离子电导率的复合电解质材料,才能进一步扩大其商业化应用。氧化物固态电解质(Oxide-based SSB):氧化物电解质具有良好的稳定性和适中的成本,但其加工难度较大。此外,电解质与正极/负极活性材料之间的“固-固”接触导致了较高的内阻,这影响了电池的性能。硫化物基固态电池(Sulfide-based SSB):硫化物电解质在离子电导率方面表现出强大的潜力,其电导率接近甚至可能超过液体电解质。这种优异的性能吸引了丰田、三星SDI、LG能源解决方案、SK On、CATL和比亚迪等知名公司积极参与开发。然而,硫化物电解质材料仍然面临成本高昂、对空气不稳定以及对水分敏感的问题,这要求严格的环境控制,增加了生产过程的复杂性。尽管全固态电池在充放电速率、循环寿命等关键性能指标上尚未达到商业化的标准,且目前成本依然高于液态锂离子电池,缺乏竞争力,但随着生产规模的扩大和技术的不断进步,预计单体电池的成本将显著降低。随着生产工艺的成熟和供应链的完善,全固态电池有望在未来几年内实现广泛的商业化应用,并逐步挑战传统的液态锂离子电池。