(文/吴子鹏)前不久,三星电机公司首席执行官Chang Duckhyun透露,该公司计划今年供应小型固态电池原型,并在2026年扩大适用产品范围。同时,Chang Duckhyun表示,三星电机的固态电池在能量密度和容量上已达行业顶尖水平,有潜力成为可穿戴设备等小型科技产品中锂电池的替代方案。
三星小型固态电池原型性能优异
据介绍,三星电机所供应的小型固态电池原型,在能量密度和容量方面已达到行业最高水平。这款电池原型采用氧化物基材料,这是固态电池发展的技术路线之一。目前,固态电池技术发展主要有四大技术路线,分别是氧化物固态电池、硫化物固态电池、聚合物固态电池和卤化物固态电解质。
其中,氧化物固态电池在微观水平上形成结构稳定的锂离子传输通道,其具有离子电导率高、机械强度高、空气稳定性好、电化学窗口宽等优点。氧化物固态电池可选择的电解质类型包括钙钛矿型、反钙钛矿型、NASICON型、LISICON型、石榴石型和LPON,其中钙钛矿型、NASICON型、石榴石型这三种结构类型优势比较明显。比如,NASICON结构的LATP具有电化学窗口较高、稳定性好的特点。
三星电机目前并未公开自己小型固态电池原型的材料结构,不过产品即将上市,因此毫无疑问三星电机找到了一种较为稳定的固态电池材料结构。同时,从初期目标市场来看,目前这种电池结构还只能实现小型方案,无法应用到智能手机和汽车领域。从目前可穿戴设备的方案来看,电池需要具有能量密度高、体积小、重量轻、形状多样化的特点,这些三星小型固态电池原型基本已经具备,现在唯一需要经过市场检验的是充电效率,以及这种小型固态电池原型的寿命是否足够长。
三星拥有巨大的固态电池野心
从三星此前一系列动作来看,三星电机此次公开小型固态电池原型产品进展,只能算是三星固态电池战略的冰山一角,技术上可以说是小试牛刀。根据此前的报道,三星计划在智能手机、汽车领域成为重要的固态电池供应商,并将三星品牌的智能手机逐步更换为固态电池。
在智能手机方面,三星认为固态电池是三星手机彻底摆脱“电池门”影响的重要一步。根据韩媒的报道,三星除了研发氧化物固态电池,硫化物固态电池也是三星固态电池研发体系里重要的技术路线。此前,华为也公布了该公司的最新的硫化物固态电池专利,名称为《掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池》。根据专利内容,掺杂硫化物材料可以作为硫化物固态电解质应用在锂离子电池中,使得锂离子电池具有较长的使用寿命。而使用寿命恰恰是固态电池目前比较致命的缺陷。除了智能手机,三星也计划在平板、笔记本等便携式设备中全面使用全固态电池。
韩国业内人士透露,三星内部有一项宏大的计划,即通过固态电池全面取代锂电池,并将汽车定义为关键市场。实际上,2023年三星就曾明确表示,将逐渐放弃生产锂离子电池,而转向开发固态电池。根据此前的报道,三星正致力于研发能量密度超过900Wh/L的固态电池,采用的也是硫化物固态电池路线。
2024年7月,三星曾在SNE电池日展会重点展示首批固态电池产品,采用Super-Gap固态电池技术,能量密度为900Wh/L,支持三星SDI提供的超充技术,9分钟即可充到80%的电量,使用寿命高达20年。按照三星的规划,该公司将于2027年大规模量产Super-Gap固态电池。
三星固态电池面临激烈竞争
虽然三星在固态电池方面信心满满,且已经逐步放弃了锂离子电池产品。不过,三星想要在固态电池上取得成功并不容易,这一前沿的产品虽然还没有规模商用,但是竞争的火药味已经很浓了。
上面提到了华为的专利,这项技术便可适用于智能手机和汽车等领域。此外还有小米、宁德时代等公司。小米公司此前也曾公开过自己的固态电池技术,根据官方公布的数据,小米的固态电池技术可实现突破1000Wh/L的能量密度,采用此固态电池,即可实现在原本内置4500mAh容量电池的小米 13手机上,无需增加机身体积内装载容量达6000mAh的电池。
由于三星提前了固态电池的量产时间,此前业界预计是2030年,现在几乎有固态电池产品计划的公司都将时间提前到了2027年和2028年。按照已经公开时间线的来看,日产公司计划于2025年试产固态电池,并于2028年量产上车;上汽集团全新一代固态电池计划于2026年实现量产,能量密度超400wh / kg、体积能量密度超过820wh / L、电池容量能够超过75Ah;奇瑞汽车计划2026年实现全固态电池上车,2027年规模化量产;宁德时代预计将于2027年小规模量产全固态电池,2028年正式规模量产。
通过这些消息不难看出,全球固态电池的竞赛已经开始了。
结语
固态电池不仅是企业之间的竞争,更是涉及中、日、韩、德、美几国之间在电池技术上的竞争,谁先取得市场的认可,谁就有可能成为下一个“宁德时代”。在这方面,日本电池和汽车厂商的野心并不比三星小,虽然三星一再抢时间,但其他公司也并没有落下。