随着全球能源结构的转变和新能源汽车等行业对储能需求的不断增加，“续航焦虑”问题不断推动行业技术边界的拓展，呼唤电池能量密度的升级。作为新一代动力电池的重要技术路线之一，我国自主研发的锂金属电池近日实现量产。业内人士认为，中国电池行业正处于火热季节，高能量密度的500Wh/kg锂金属电池在电航空应用领域逐渐走向成熟，其未来在新能源汽车行业的应用也值得期待。
储能推动创新。
今年上半年，我国新能源汽车市场持续火爆，销量259万辆，同比增长117%，累计渗透率超过22%。
这也带来了动力电池需求的同比高增长。截至7月，国内动力电池年内累计装载量为134.3GWh，同比增长110.6%。同时，电子产品、电动工具、航空等领域的电气化发展。对电池的装载重量、安全性能和能量密度提出了更高的要求。
专家认为，解决储能问题是加快新能源利用的重要前提。中国动力电池及其相关产业的未来发展，对于推动中国能源转型，实现二氧化碳排放峰值和碳中和目标具有重要意义。中国电池行业正处于一个热点。
在过去的几十年里，中国的电池系统经历了多次迭代。目前三元锂电池、磷酸铁锂电池、钠离子电池、燃料电池、最近实现量产的锂金属电池“百家争鸣”。各路都在向电池成本低、循环寿命高、充放电效率高、安全性高、能量密度高的性能方向发力。工信部数据显示，2021年，我国三元锂电池和磷酸铁锂电池平均能量密度分别达到280Wh/kg和170Wh/kg。与2012年相比，动力电池的能量密度提高了220%以上。
中国国内锂电池材料供应充足，供应链完整。锂电池以其优异的性能仍然是世界上占主导地位的电池系统。随着锂电池领域各种资源研发投入的进展，锂金属电池等新技术、新材料逐渐具备产业化的可能性。
清华大学教授张跃刚认为，锂是自然界最轻的金属元素。为了提高锂电池的能量密度，负极技术将经历从石墨到硅碳，再到金属锂的发展趋势。锂金属电池将是高能量密度电池的“终极目标”。
“锂金属电池采用纯锂作为负极，具有超高的理论比容量和极低的电位。这使得锂金属电池有望将电动汽车的续航里程提高一倍以上，是当前电池行业创新突破技术的重要发展方向。”张跃刚说。
自主研发不断突破。
金属锂的活性极强，作为电池负极，在安全性方面的技术挑战非常大，导致全球金属锂电池技术研发长期停留在实验室阶段。
在这方面，安徽盟威新能源科技有限公司已经在RD和产量上取得了突破。通过使用功能性电解液有效解决关键安全问题，可批量提供500Wh/kg锂金属电池产品。2022年6月，公司批量交付的第三代MetalyEXX产品在空间环境附近低气压、宽温差条件下的测试数据中表现良好，将批量应用于新一代电动航空飞机。
近日，魏梦科技位于合富经开区的锂金属电池自动化生产线及z21创新实验室正式启用，实现了从实验室阶段到批量商用交付阶段(TRL6-8)的突破。业内表示，这标志着我国自主研发新一代动力电池技术企业在量产道路上取得重大进展，也表明我国在500Wh/kg高端能源动力电池产品的量产交付上处于领先地位。
魏梦科技联合创始人兼CEO周表示，魏梦科技从基础材料、电芯工艺、制造设备、结构设计四个关键环节对锂金属电池进行持续、系统的创新研究，完成了锂正极保护、阻燃电解液、隔膜改性等一系列关键技术的创新突破，有效抑制了负极锂枝晶的生长，大幅提升了锂金属正极的稳定性。目前，600Wh/kg新型超高能量密度锂金属电池样机样品已在公司创新实验平台上成功验证。在成本方面，虽然金属锂电池在产业化初期的成本略高于传统大规模生产的锂离子电池，但随着未来技术的进步和大规模应用，成本会被逐渐摊薄并进一步挖掘。
市场主体的积极分布
业内人士普遍认为，谁掌握了下一代电池技术，谁就有机会在未来的电动汽车市场占得先机。目前，全球各大电池公司和整车厂都在积极布局汽车动力电池。中科院院士高表示，未来我国动力电池的创新应逐步从电池结构的创新发展到材料体系的创新。未来10年，电池系统将经历诸多技术变革，到2035年将大规模生产能量密度为500Wh/kg的下一代电池。
华控基金相关负责人也表示，锂金属电池重量更轻，能量更高，续航时间更长。随着它们在航空应用上逐渐成熟，对导航和新能源汽车电池的技术指标要求也将趋同。预计未来5到10年，锂金属电池将成熟应用于中短途商用电航空，在新能源汽车应用领域也值得期待。
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