在新能源領域的探索浪潮中,全固態電池作為“全村的希望”,正引領著一場技術革命。從技術路徑來看,全固態電池主要分為硫化物、氧化物、聚合物三大流派。
高翔博士,一位在固態電池領域深耕多年的科學家,他的經歷頗具傳奇色彩。在豐田固態電池團隊積累了近四年的寶貴經驗后,他又遠赴美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)繼續博士后研究。ORNL作為全世界商用固態電池的發源地,為他提供了更為廣闊的視野和平臺。2018年,高翔博士毅然決定回國創業,僅回國兩個月,他便獲得了第一筆投資,并在浙江嘉興開啟了全固態電池的產業化征程。
談及為何選擇全固態電池作為創業方向,高翔博士給出了深刻的解釋。他指出,傳統液態鋰電池內部含有大量易燃的液態電解質和多孔有機隔膜,這些材料容易引發熱失控,從根本上講,這些安全隱患都是材料方面的問題。因此,太藍新能源致力于用固態電解質取代原有的電解液和隔膜,將可燃的有機材料轉變為不可燃的無機材料,從而提升電池的安全性。這種固態電池被稱為“本質安全”,即從源頭上保障了電池的安全性。
高翔博士還提到了現有電池無法升級使用更高能量密度的正負極材料的問題。受限于電解液的電化學穩定窗口較窄,高比能的正負極材料往往無法穩定使用,存在安全風險。而固態電解質則擁有更寬的電壓窗口,能夠覆蓋這種高比能的正負極材料,進一步提升電池的能量密度。因此,固態電池在能量密度和安全性方面具有顯著優勢。
然而,固態電池也面臨著固-固界面阻抗這一行業難題。對此,太藍新能源獨創了ISFD技術(原位亞微米工業制膜技術),通過亞微米級的柔化層,起到界面緩沖和優化界面接觸的作用。同時,ISFD技術還包括極片復合技術,將固態電解質與極片做成一體化,解決了固態電池因反復膨脹收縮導致的“接觸失效”難題。這一技術體系的創新,為固態電池的產業化奠定了堅實基礎。
在選擇技術路線時,高翔博士優先選擇了氧化物路線。他解釋說,一方面是基于產業化落地的考慮,硫化物路線的產業化周期可能會非常長;另一方面,經過長期研究和探索,他們找到了一條成功的氧化物路線,即ISFD技術。氧化物路線還具有既能做半固態又能做全固態的靈活性,這為企業的存續和市場拓展提供了更多可能。
在成本方面,高翔博士表示,太藍新能源的策略是雙軌制,先實現半固態電池的規模量產與應用,再逐步向全固態電池過渡。半固態電池可以與液態電池進行性價比上的競爭,同等產能規模下成本相當。而全固態電池的制造成本在量產初期肯定會高于液態電池,但長期來看,隨著規模擴大和制造工藝成熟,成本將逐漸下降。
對于全固態電池的市場份額問題,高翔博士表示,目前還無法給出非常清晰、準確的答案。但他預測,2027年可能是全固態電池的示范裝車年,要真正上規模還需要解決性能持續優化和成本降低等問題。到2030年,全固態電池可能會在一些高端車型上實現市場化應用,但全面實現應用還需要更長的時間范圍。
盡管面臨諸多挑戰,但高翔博士對全固態電池的應用前景充滿信心。他認為,全固態電池在安全和能量密度方面具有顛覆性優勢,特別是在一些需要高能量密度電池的場景和極限環境要求下,全固態電池將發揮不可替代的作用。
在高翔博士的帶領下,太藍新能源正不斷突破技術瓶頸,推動固態電池的產業化進程。他們的努力,不僅為新能源領域注入了新的活力,也為全球能源轉型貢獻了中國智慧和中國方案。