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在液态锂电池技术日益成熟的背景下,下一代电池技术的竞争已经拉开帷幕。在11月16日-17日进行的由中国化学与物理电源行业协会和电池中国网联合主办的“第十届动力电池应用国际峰会(CBIS2025)”上,多家动力电池企业董事长在发言中表示,固态电池是动力电池的终极方向,但固液混合电池(即半固态电池)才是当前产业化的现实突破口。 随着锂电池的应用场景不断扩充,除了储能和汽车,低空和人形机器人也被认为是重要应用场景,且这类场景对高能量密度的三元电池有更强烈需求。多位企业家代表在发言中提到,当前中国动力电池企业在固态电池方面的技术领先优势有目共睹,但对于其能否迅速落地,则普遍持谨慎态度。 “硫化物电解质对生产环境要求极为苛刻”“大规模上车预计仍需5~8年甚至更久”“有30多家所谓固态电池的生产线在建设的过程当中……这种资源的错配是不利的。” 多位企业家在论坛发言中表示,需警惕对固态电池的过度炒作和概念投资。产业应更关注能解决当前安全、降本、增效需求的“微创新”。 “全固态电池远未到来!” 中国化学与物理电源行业协会秘书长王泽深认为,当前新能源技术正处于“液态固基、固态突破,新体系探索”的关键阶段。据他介绍,在电池固态化领域,中国已成功实现了硫化物电解质材料的吨级出货,固液混合电池的规模装车已进入倒计时阶段。 从市场角度,动力电池仍处于高速增长的态势。中国化学与物理电源行业协会统计数据显示,2025年前三季度动力电池的累计销量达到786GWh,占电池总销量的73.71%。同比增长48.9%,在装车量方面,动力电池的装车量已经达到493.9GWh,同比增长42.5%,其中磷酸铁锂电池以81.5%占比以及62.7%的同比高增长主导市场。 不过,由于近两年固态电池在资本市场居高不下的热度,其话题讨论程度远高于当前主流技术产品。有企业代表在主旨发言中直言称, 好像很多人买车就要等着固态电池上市再买了 ,例如有车企的高管会频繁被问及固态电池什么时候上市,等着搭载固态电池的车上市后再买。 但现实是,业内普遍认为,全固态电池大批量在汽车上的应用,还有非常长的道路要走 ,有企业人士在与财联社记者交流时直言称“全固态电池远未到来!” 福州大学张久俊教授认为,固态电池的理论优势包括安全性高、能量密度高以及热稳定性好。但是,在当前阶段,除了比较贵的成本问题以外,固态电解质是非常头疼的问题,也是攻关的重点方向。 业内分析认为,全固态电池是明确的长期战略方向,但其商业化应用面临成本、工艺等核心工程难题,大规模上车预计仍需5~8年甚至更久。在成本方面,海目星(688559.SH)董事长赵盛宇在分享中表示,固态电池的产业化是对装备产业的“彻底重塑”。例如,硫化物电解质对生产环境要求极为苛刻,整个生产过程必须在绝对干燥的惰性气体保护环境中进行,生产难度增大和成本大幅度增加。 这也导致设备投资大幅增加。赵盛宇在发言中表示,在目前工艺路线还不是非常稳定前提下估算,(电池设备)从原来单GWh投资1亿多元增加到2.5亿到3亿元,相较于液态电池产线投资大幅增长。海目星采取了双线并行策略,已在氧化物路线上实现GW级设备订单,并深度参与硫化物路线的中试线开发。 据不完全统计,目前有近30家所谓固态电池的生产线在建设的过程当中,但业内对该“盛况”却相对谨慎。国科新能创投创始合伙人方建华表示,目前固态电池产业还不成熟,技术路线还不清晰,工程化的问题没有解决,成本是当前技术的3到5倍,怎么可能实现产业化? 这个时候投入的产能,将来很可能都是一地鸡毛。 方建华呼吁,产业界应引导资本关注更能解决当前产业痛点——安全、降本、增效的“微创新”,而非盲目追逐概念。他预测,固态电池产业化的临界点远未到来,即便未来实现规模化,其市场占有率也不会超过20%,产业界和投资界要多一份理性与远见。 预计固液混合电池搭载量明年实现十万辆级 业内分析认为,固态电池作为下一代电池技术的方向已经明确,但半固态(固液混合)技术是当下的折中且主流的方案。蜂巢能源董事长杨红新认为,全固态电池的资本炒作过热,但距离大规模车载应用还有很长的路要走。相反,半固态电池技术会是一个长期存在,并在三元领域成为主流的技术。 根据中国汽车工程学会发布的《2026年度中国汽车十大技术趋势》,明年固液混合电池搭载量将攀升至十万辆级。当前,液态电池已达到300Wh/kg的能量密度天花板,但提供>400Wh/kg的全固态电池仍有挑战,需要3~5年才可规模量产,在此期间是固液混合电池商业化关键窗口期。 据赣锋锂业(002460.SZ)董事长李良彬介绍,公司是锂行业的生态企业,业务涵盖从锂资源、锂冶炼、深加工化合物、电池、储能到循环回收,实现了闭环产业链。 在固态电池业务方面,赣锋锂业目前有两条中试线。据李良彬介绍,一条是圆柱电池中试线,主要面向高端无人机与军工领域;另一条是固态电池产线。他明确表示,赣锋的产业化重点将在明年实施。同时,他提到已实现规模化生产的半固态电池(能量密度约300Wh/kg)拥有4GWh的产线,显示出半固态技术已率先具备量产能力。 杨红新在发言中也透露, 蜂巢能源为某车企开发的半固态电池本月已在量产线上批量生产,成本仅增加约0.5%,并计划明年在中高端车型上大规模应用 。蜂巢的战略是“三步走”:先在车上应用更安全、成本更低的半固态技术;随后在低空经济领域推出高能量密度半固态电池;最终研发全固态技术。 业内分析认为,目前半固态电池产业化路径清晰,已成功跨越从实验室到工厂的门槛,进入规模化装车的“倒计时”,将在未来1-3年内成为高端电动车型提升安全性和三元电池的主流选择。 此次论坛期间,除了固态电池和固液混合电池的产业化进展外,电池安全也是多位企业家代表反复强调的问题。 “锂电行业有两把火,一是固态电池的‘火’,二是电动汽车‘着火’。”方建华认为,两把“火”都应该降温,否则对整个产业的发展只有坏处,中国锂电产业的发展不是靠概念、不是靠跃进,不是靠牺牲安全来成就的。 瑞浦兰钧(00666.HK)董事长曹辉也认为,过去的锂电行业依靠争速度和低成本发展。但在下一个阶段,面向海外和全球发展中将更偏向体系的竞争。他认为,这个体系应该包含产品质量的体系、渠道的体系,还包括供应链的体系。所以,有时候适度的“慢一点点”,有可能对企业和行业有更大的好处。 安全是核心驱动力,无论是半固态还是未来的全固态,技术发展的核心驱动力之一是对电池本质安全的极致追求。杨红新强调,安全不只是一种技术,更是一种责任和担当,蜂巢能源推出的安全分级体系,旨在从系统层面根本性提升安全标准。
近期,新型电解质材料龙头企业蓝固新能源宣布完成超两亿元人民币B轮融资,投资方包括遂宁产投以及老股东九智资本。本轮融资资金将主要用于全固态电池电解质材料的产业化布局,加速千吨级智能化产线建设及万吨级产能扩张。 蓝固新能源成立于2021年5月,是一家专注于新型电解质材料研发、生产与销售的高科技企业,由中科院物理所李立飞博士创立。公司下辖江苏蓝固、蓝固(湖州)和蓝固(淄博)三家子公司,通过“液态电解质—混合固液电解质—固态电解质”的技术路线进行全产业链布局,关键原材料实现自我配套。 经过近五年的快速发展,蓝固新能源已在固态电池电解质领域建立显著优势。公司万吨级氧化物固态电解质产线建设正快速推进中,预计于2026年初正式投产。本轮融资将进一步推动公司在2027年前完成千吨级智能化产线建设,有力保障固液电池客户对低成本、规模化固态电解质材料日益增长的需求。 值得注意的是,九智资本作为老股东连续加注,显示出对蓝固新能源技术实力和发展前景的持续看好。2023年6月,蓝固新能源曾完成超亿元A+轮融资,当时由隐山资本、九智资本领投,富华资本、苏控创投、皇城相府等机构跟投。该轮融资主要用于产线建设和技术研发,为公司后续发展奠定坚实基础。 蓝固新能源的核心产品涵盖氧化物、卤化物、硫化物、聚合物等多种固态电解质材料体系,以及面向钠离子电池的高性能电解液产品。公司开发的材料具备完全自主知识产权,累计申请专利超250件,能满足消费电子、电动汽车和规模储能等先进电池应用领域的需求。其固态电解质产品已成功导入多家头部电池及材料企业,与数百家下游客户建立合作关系。 当前,全固态电池被视为下一代电池技术的重要方向,电解质材料是其中的关键环节。蓝固新能源在固态电解质领域的持续投入和产能扩张,将有效推动我国固态电池产业链的完善与升级。随着2026年万吨级产线的投产和2027年智能化产线的建成,公司有望进一步巩固其在新型电解质材料领域的龙头地位,为新能源产业的可持续发展提供关键材料支撑。
全固态电池作为新能源产业“下一代技术”的主攻方向之一,已成为全球竞逐的焦点。 近日,固态电池领域迎来密集的产业化突破信号。从下游应用、中游制造到上游材料,产业链各环节的协同发力,将这场技术“竞速赛”推向高潮——全固态电池的商业化落地,正以前所未有的速度照进现实。 全产业链协同发力,商业化路径逐渐明晰 下游整车厂正从技术展望,转向明确的“时间表”,为全固态电池的商业化注入强劲信心。奇瑞汽车近日展出其名为“犀牛S”的全固态电池模组,据介绍,其电芯能量密度高达600Wh/kg,采用“原位聚合体系固态电解质”与富锂锰正极材料的组合方案,在极端安全测试中表现稳定,并计划于2026年试运行、2027年全面量产,届时整车续航有望冲击1500公里大关。 传统巨头丰田也宣布,计划最早在2027年推出其首款搭载硫化物全固态电池的电动车型。而根据此前规划,丰田将初步建设年产10GWh的固态电池工厂,首批全固态电池将优先供应其雷克萨斯品牌的高端电动车型,进一步强化其在下一代电池技术路径上的战略布局。 中游电池制造环节,正通过资本投入与技术迭代,夯实产业化基础。电池中国观察到,欣旺达日前推出能量密度达400Wh/kg的“欣·碧霄”聚合物全固态电池,实现高能量密度、长寿命与高安全性的兼顾;正力新能计划募资约5000万港元,专项建设全固态电池中试线,推动技术从实验室迈向规模化试产;卫蓝新能源则凭借约40亿元的储能订单,为固态电池开辟了电动车之外的重要商业化场景。 锂电设备端,逸飞激光与金羽新能合作交付首批全固态锂金属圆柱电池,展现出其在下一代电池形态上的前瞻布局;先导智能则凭借“技术同步,装备先行”的策略,率先实现了固态电池整线解决方案及关键设备的突破——其干法涂布设备可显著降低能耗,固态电解质复合与无隔膜叠片等创新工艺,已达行业领先效率,相关设备已进入全球头部企业供应链并获重复订单,为全固态电池的规模化量产提前铺平了装备道路。 上游材料端,正在集中攻克电解质这一核心瓶颈。近日,蜂巢能源与江苏华盛锂电携手,开发硫化物固态电解质,借助后者在高纯度硫化锂制备上的液相法合成路线优势,推动电解质离子电导率突破5.57ms/cm;当升科技与博苑股份深度捆绑,在碘化锂、硫化锂等上游关键原材料上,展开“材料-化工”跨界合作,被业界视为硫化物电解质产业化的重要里程碑;蓝固新能源凭借“液态-混合固液-固态”全技术路线布局,构建了独特的电解质产业护城河。 与此同时,清陶能源通过材料创新,开发出新型O/F共掺的硫银锗矿型固态电解质,在实现离子电导率提升的同时,将原材料成本降至传统体系的3.65%,为硫化物体系的大规模应用扫清了成本与环境稳定性障碍。 学术新突破为产业化扫清障碍 在产业界加速推进全固态电池产业化的同时,实验室研究也正协同并进,致力于从源头破解其核心技术的固有瓶颈,为攻克产业化道路上的关键技术障碍提供重要支撑。 在界面接触这一关键难题上,前不久中国科学院物理研究所黄学杰团队取得了重大突破。据了解,该团队通过在硫化物电解质中引入碘离子,进行阴离子调控,开发出国际上首例“零外压硫化物全固态锂金属电池”。这项技术实现了电极与电解质在无需外部加压下的自主修复与紧密接触,为解决固-固界面阻抗这一终极难题提供了极具量产潜力的全新方案。 与此同时,离子电导率与低温性能的困境也迎来新的破解之道。宁波东方理工大学孙学良团队联合国际力量,创新性地研制出超高导的卤化物电解质并厘清三维连续四面体传输路径,实现超低温环境下全固态电池的常循环稳定运行。这极大拓展了其在地球极区、航空航天等极端场景的应用边界。 这两项突破,分别从“界面接触”与“离子传导”两大核心瓶颈入手,为产业化加速突围注入最前沿的原始创新动力。 前景与挑战并存 伴随产学研各界的协同推进,全固态电池的商业化前景正变得愈发清晰。研究机构EVTank预计,到2030年,全球固态电池出货量将达到614GWh,其中全固态电池占比接近30%。这一乐观预测的背后是清晰的产业化进程:半固态电池已实现GWh级出货,并逐步向乘用车市场渗透,而全固态电池的量产时间表,则从2030年普遍提前至2027年,部分领军企业甚至已启动产线设计工作。 不过,产业界对技术挑战仍保持着清醒认识。海目星激光董事长赵盛宇指出,真正解决固-固界面与稳定性问题,固态电池需走向半导体化、薄膜化、微纳结构化,通过精细化控制到原子结构,其稳定性、可控性才能达到理想状态,这一目标可能要在十年后才能实现。蜂巢能源董事长兼CEO杨红新也坦言,“全固态电池领域相关工艺和设备目前远未成熟,距离真正量产仍有很大差距。”这种审慎态度与积极布局并行,体现了产业发展的理性与务实。
我国汽车行业又迎来重磅规划,管用15年! 继2016年、2020年发布《节能与新能源汽车技术路线图1.0》和《节能与新能源汽车技术路线图2.0》后,10月22日,《节能与新能源汽车技术路线图3.0》(以下简称“技术路线图3.0”)正式发布。 据悉,技术路线图3.0是由工业和信息化部指导、中国汽车工程学会组织全行业2000余名专家历时一年半修订编制,其进一步明确了全球汽车技术“低碳化、电动化、智能化”的发展方向,深入研判了未来5-15年世界经济复苏、应对气候变化、全球科技变革、经济全球化赋予汽车产业高质量发展的新使命,描绘了以新技术、新产品、新产业、新生态、新格局为核心的新汽车产业发展愿景等。 央视评价,技术路线图3.0与以往相比,更加突出全球化视野,将我国汽车产业发展放在全球汽车产业变革大背景下谋划。 面向2040年,提出七大目标 技术路线图3.0提出了面向2040年我国汽车产业发展的七大总体目标: 汽车产业碳排放总量将于2028年先于国家碳减排承诺提前达峰,至2040年碳排放总量较峰值下降60%以上; 以智能网联新能源汽车为主体的交通体系朝着“零事故、零伤亡、高效率”发展;新能源汽车渗透率达80%以上,加快推进汽车产业全面电动化进程; 车路云一体化智能网联汽车基础设施生态体系成熟健全,高级别自动驾驶汽车产品实现大规模应用; 汽车科技创新实现教育、科技、人才协同融合发展,中国成为全球汽车科技原始创新策源地,原始创新能力引领全球; 建成创新引领、数据驱动、协同高效、韧性安全、低碳可持续的现代化汽车产业集群,实现高端化、智能化、绿色化发展; 中国品牌全球竞争力大幅提升,关键零部件企业与全球产业体系深度融合,进入世界汽车强国前列。 立足关键技术,明确发展节点 坚持内燃机仍将是汽车的重要动力来源。 至2035年,传统能源乘用车实现全面混动化;到2040年,含内燃机乘用车(HEV、PHEV、REEV)销量在乘用车新车销量中的比例仍将有三分之一左右。 强调未来5-15年,新能源汽车成为汽车市场主流产品。 至2040年,新能源乘用车渗透率达到85%以上,其中BEV占80%;新能源商用车的应用场景将从当前的城市、短途场景不断拓展至中长途场景。 明确智能网联汽车进入市场化发展快车道。 到2040年,L4级智能网联汽车全面普及,L5级智能网联汽车开始进入市场,网联协同场景覆盖度、安全可靠性不断提升,支撑无人驾驶大规模安全应用。 首次提出汽车智能制造发展水平分级体系以及实施方法论。 到2040年,以提质、增效、降本、低碳引领,通过数据互联互通与数据闭环,实现汽车制造全环节研产供销服一体化。 全固态电池预计在2030年实现小规模应用,到2035年有望大规模全球推广 ,届时电池的综合性能、成本和环境适应性将更贴合消费者需求。 结语: 此外,从技术路线图3.0的发布背景来看,当前,汽车科技变革正持续向纵深推进,汽车前沿技术创新日新月异,颠覆性创新不时涌现,产业发展生态发生系统性变革。面向新变化、新形势,研究修订技术路线图3.0,规划面向未来15年的汽车技术发展路线,强化新型汽车产业生态的顶层设计,成为国内外汽车产业各界的共同呼声。 技术路线图3.0虽然不是强制性标准,却是凝聚行业共识、具备战略前瞻价值的重要研究成果。它的发布,其实更像是给未来中国汽车产业画了一幅导航地图,不仅告诉我们技术该往哪儿走,更把整个产业的转型路径都标得清清楚楚,有了这份“地图”,中国车企以及电池新能源企业搞创新、谋发展,心里就更有底了。而且,这套成熟的“中国方案”,也将为全球汽车产业转型贡献重要智慧。
10月8日,丰田汽车全球官网发布消息称,住友金属矿山株式会社(以下简称“住友金属矿山”)与丰田汽车就量产用于纯电动汽车(BEV)的全固态电池正极材料达成合作协议。双方将通过此次合作推进研发进程。 据悉,自2021年起,住友金属矿山与丰田围绕全固态电池正极材料开展联合研究,重点解决充放电循环中正极材料劣化问题。依托住友金属矿山独有的粉末合成技术,双方成功开发出适用于全固态电池的新型“高耐久性正极材料”。 两家公司在声明中指出,接下来将致力于提升正极材料的性能、质量与安全性,并降低成本;同时补充称,双方目标是实现全球首次在电动汽车中实际应用全固态电池。 住友金属矿业一名发言人表示,公司计划最早在2028年4月开始的财年内,启动新型研发正极材料的量产工作。
因兼具高比容量和低电极电势等诸多优势,锂金属有望成为负极材料长期技术演进方向,在全固态电池领域的应用极具前景。 今年以来,行业企业加大了对锂金属负极的布局力度。今年9月,重庆锂德投资55亿元的年产5000吨固态电池复合金属锂负极材料项目签约,落户四川射洪。项目将建设400亩锂金属全系产业基地,产品可满足固态电池等产业的应用需求。该项目采用金属锂精馏技术,实现99.99%的电池级金属锂定制化配比。 今年7月,天铁科技发布公告,该公司孙公司安徽天铁与国内某客户签署合作协议,将为后者供应100吨铜锂复合带,订单金额为4亿元。铜锂复合带是一种由负极集流体(铜箔)与负极活性材料(锂金属箔),通过特定工艺复合而成的带状材料,是一种常见的锂金属负极解决方案,该材料主要应用于锂金属固态电池领域。 今年6月,大中矿业发布公告,该公司拟投资10亿元在湖南临武县建设“年产3000吨金属锂电池新材料项目”。该项目一期,拟于2025年完成金属锂电池新材料研发小试和中试;二期规划建设年产1000吨金属锂生产线,计划于2027年底建成投产;三期规划建设年产2000吨金属锂生产线,计划于2028年底建成投产。 锂金属电池材料具有高比容量的显著优势,是制造高性能电池、尤其是固态电池所需的重要材料之一。国金证券指出,锂金属负极相较石墨、硅碳,可实现更高的能量密度,为固态电池负极侧长期迭代方向。目前,国内外企业正在逐步应用锂金属负极方案,首款锂金属负极全固态电池已实现上车路测。 全固态电池要突破的关键技术 “对于500Wh/kg的车用全固态电池,必须要突破锂金属负极技术,这个可能需要借助基于人工智能的材料研发平台来赋能。”中国科学院院士欧阳明高指出,他预计该技术“产业化的时间,大概在2030年-2035年”。 据业内人士分析,由于锂金属负极制备工艺复杂、锂金属负极巨大的体积变化、锂金属电池微短路等因素的限制,锂金属固态电池距离大规模量产应用,还有较长的研究探索路程。目前,众多企业都在展开技术攻关。 截至目前,包括宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、赣锋锂业、太蓝新能源、安徽盟维、久森新能源、LG新能源、SK On等国内外众多锂电池产业链企业,以及吉利、上汽、通用、本田、现代等国内外多家车企,都在积极布局锂金属固态电池。 据欣旺达透露,该公司已经通过负极使用锂金属,进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg,目前已经有实验室原型样品。按照规划,该公司预计2027年可完成能量密度>700Wh/kg的全固态电池实验室样品制作。 据赣锋锂业介绍,该公司二代混合固态锂电池采用了金属锂作为负极,在固态电池方面开发的高比能电池能量密度达到420Wh/kg,循环寿命超过700次,并开发出能量密度达到500Wh/kg的样品。 电池中国注意到,今年6月,久森新能源发布三项研究成果,包括半固态金属锂负极电池、硫化物全固态电池及高安全性锂电池用壳体新材料。据宣称,其半固态金属锂负极电池已进入量产前阶段,能量密度达到480Wh/kg,产品将率先应用于无人机领域,随着技术的逐步成熟,会逐步地推广至乘用车市场。 在制造设备方面,海目星近期在投资者互动平台表示,该公司是国内首家锂金属高能量密度固态电池的整线供应商,布局的固态电池核心设备,主要围绕在电池结构和材料的革新方面。目前,该公司已经签约2GWh的固态电池量产产线,后续订单将会根据客户需要推进。 全新的负极材料 金属锂,是目前已知的能量密度最高的金属材料。锂金属负极理论比容量达3860mAh/g,而且低电极电势(3.04V),能够兼容更高电压的正极材料,比如富锂锰基、高镍、不含锂的硫等,使固态电池实现更高的能量密度。 随着全固态电池技术的突破,锂金属有望成为一种全新的负极材料被广泛应用。不过,制造锂金属需要特殊的工艺,有一定的技术门槛。 “由于金属锂化学性质特别活泼,因此对制造、技术、装备和环境要求特别高。”天铁科技表示,安徽天铁已配备高效电解、除杂与净化、低温蒸馏等先进技术与装备集成,且产品设备均非标,可安全生产纯度达99.97%-99.98%的电池级金属锂。 据盛新锂能介绍,该公司在固态电池上游关键材料金属锂方面有业务布局,其金属锂规划产能为年产3000吨,目前已建成产能500吨,超薄超宽锂带已实现批量生产;规划新建的2500吨/年金属锂项目,已完成项目备案,项目建设即将启动。 “固态电池的一种主要的发展趋势,是将现有的硅碳负极改为全部由金属锂构成的负极,以增加电池能量密度。”天齐锂业表示,该公司重庆铜梁生产基地目前拥有金属锂年产能600吨。如果未来该种固态电池技术得到普及,对金属锂的需求可能会增加。 锂金属负极,产业化市场空间确实非常广阔。据业内机构测算,到2030年全球固态电池对锂金属负极的需求将达2.63万吨(金属量),折合13.96万吨碳酸锂当量,对应市场规模约184亿元,对应未来几年复合增长率有望超300%。锂金属的应用,也将对未来负极材料的市场格局产生重要影响。
四川赛科动力科技有限公司董事长朱高龙分享了高比能兼顾高安全电池的主要三条技术路径、电池安全性分析、硫化物全固态电池产业化挑战、全固态电池研究进展等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者: “当下进入了新一轮的新能源革命,而这一轮革命的本质是要把风能、光能用好,可以说现在的锂电池已经成为了整个新能源革命的中流砥柱。”大会上,朱高龙介绍,锂电池是实现碳中和的核心支柱,高比能兼顾高安全电池的主要三条技术路径分别为高安全液态电池、半固态电池、全固态电池。 其中,全固态电池采用本征热稳定性更优的电解质,同时,致密的电解质层能够阻隔正负极气体串扰,延缓或抑制链式热失控反应,可以大幅拓宽电池的安全边界。 “从目前的液态电池的安全突破来看的话,很难解决300Wh/kg以上电池体系的安全问题;我们希望未来半固态电池能够实现350-400Wh/kg能量密度下的安全。”朱高龙介绍,“通过无机的、不易燃烧的电解质替代了容易燃烧的电解质和隔膜,全固态电池有希望支撑起600Wh/kg高能量密度体系,达到车规级安全。” 当前,硫化物已经成为全球全固态电池的主流路线,日韩、欧美及国内均是硫化物或者硫化物复合为主要研究方向。 “我国及整个行业高度重视,技术更新迭代迅速,全固态进入到工程化的A样验证阶段,即大于20Ah大电芯的连续化制备与材料、工艺、设备验证。”朱高龙分析称,硫化物全固态电池是材料、工艺、设备的革命性变化,产业化也面临着一系列挑战,例如,电池运行需要高的压力、实际应用体系下电池循环寿命差、批量生产设备不成熟等等。 朱高龙认为,目前硫化物全固态电池产业化亟待攻关的问题有: 1.全固态电池失效机制与提升方案研究。 2.全固态电池热失控机制及高安全电池设计。 3.硫化物固态电解质及其界面的理化特性表征方法研究。 4.全固态电池活性材料粒径优化与复合电极正向设计研究。 5.全固态大软包电池最优成型压力与运行压力研究。 6.不同正负极的电极-电解质界面机械失效机制研究。 7.电池组件物性参数对全固态电池性能的影响研究。 8.粘结剂的结构/性能对全固态电池循环稳定性的影响机制。 9.硫化物固态电解质正向设计与高效合成方法研究。 10.不同工艺下粘结剂选型与开发。 在这样的背景下,为推进全固态电池加速产业化,朱高龙建议,应从全生命周期对硫化物电解质提出要求:离子传输、成本、批次稳定性及加工、安全、可回收。 其中,针对业内较为关注的成本问题,朱高龙提到,当前硫化物材料价格昂贵的原因主要有三个方面:一是硫化物全固态电池目前尚处于产业化探索阶段,材料需求量不大,属于小众市场;二是相关工艺设备尚不成熟,材料制备效率较低,人力、原料、设备、耗材等摊销很大;三是工艺门槛较高,掌握关键技术的单位很少。 朱高龙预判,随着硫化物全固态电池走向产业化,规模化效应将导致生产成本的大幅降低。同时,随着技术成熟,工艺门槛降低,原材料价格将成为生产成本的决定因素。硫化锂中的锂含量高于其他锂盐,且对环境、设备、储运的要求高,必然是一种高价格锂盐;硫化物固态电解质中的锂含量远低于硫化锂,其吨价将很可能低于硫化锂。考虑到硫化物电解质价格及回收因素,未来全固态电芯的成本有希望低至0.4元/Wh。 资料显示,赛科动力依托四川新能源汽车创新中心有限公司(欧阳明高院士工作站)孵化成立,公司总部位于四川宜宾,专注于固态锂离子电池与固态电解质材料研发、生产、销售。 “2020-2024年,赛科动力在欧阳明高的院士工作站做硫化物全固态电池的产业化开发,从今年1月份开始,正式成立公司独立运营。”朱高龙介绍,赛科动力自主开发了一系列硫化物固态电解质,基础材料离子电导率>11 mS/cm,纳米级材料D50<500nm,离子电导率>4.5 mS/cm,已具备年30吨的产能,2025年底建成100吨级产线。 据悉,目前,赛科动力正在四川宜宾投资30亿元建设固态电池项目,占地166亩。自今年2月开工以来,项目建设高效推进,一期工程已完成总工程量的80%,预计10月正式投产。 (以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)
蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理苗力孝分享了全固态电池的特点、面临的挑战及6大关键技术问题研判等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者: “电池结构创新‘百花齐放’,电池体系创新‘英雄所见略同’”大会上,苗力孝分析称,液态电池体系之所以存在很大安全风险是由所采用材料体系的本征特性带来的,行业已形成共识:将易燃有机电解液替换为固态电解质,有望实现电池性能和安全性的重大突破。 目前行业主要关注的三大全固态电池各有特点:聚合物固体电解质中聚合物层的均一性、完整性无法在电芯制程中进行在线监测,很难真正实现高效的生产;氧化物固体电解质脆性高易碎,材料难以形变,目前主要用于半固体电池添加剂;硫化物固体电解质具有高离子电导率和柔软易形变的特点,是最有望实现规模化制造,替代现有液态锂离子电池体系的类型,但也存在诸多挑战。 苗力孝介绍说,全固态电池与现有液态电池相比,是对现有液态电池从材料、设计到制造全方位颠覆性的技术。根据蜂巢能源的研究统计, 目前全固态电池在材料、设计、制造、设备等多个方面还存在172个技术挑战,其中最关键的技术挑战有六个: 一是最难的科学问题——固固界面接触问题。 全固态电池内部,正极材料、负极材料、固态电解质材料均通过固态颗粒之间点对点接触,导致全固态电池内阻大,倍率性能差; 在充放电过程中体积膨胀收缩将导致固固接触脱离,电池循环性能迅速恶化。 新的解决策略是突破传统全固态电池的定义(不含任何液体),通过添加少量阻燃高沸点液态盐(离子液体)来填充在固体颗粒之间的空隙,使固固界面接触转为液固接触,固固界面问题不复存在。 但也面临新的挑战:离子液体的引入可能与硫化物固态电解质材料、集流体发生新的副反应,在正极表面可能会发生氧化,负极表面可能发生还原。 二是最紧迫的材料稳定性问题——对水敏感释放有毒气体。 硫化物固态电解质对水非常敏感,接触水后瞬间产生有毒气体H 2 S,即使在露点-60℃的干房条件下依然会分解产生大量有毒气体,同时材料失活,离子电导率大幅度下降。 新的解决策略是采用包覆技术,在固态电解质材料颗粒表面包覆超薄、柔性、疏水聚合物层,直接隔离固态电解质材料与空气直接接触。 面临的新挑战是:包覆层影响离子电导率,在混料过程中包覆层可能会被破坏,导致硫化物固体电解质材料裸露。 三是最无语的致密化问题——易碎的硫化物固态电解质膜。 硫化物固态为无机粉体材料,通过添加1%左右的粘合剂制备成固态电解质膜,极易破碎,抗拉强度几乎为零,无法进行连续化和卷对卷制备,叠片制成电芯后需要通过等静压进行(300~600MPa)致密化,膜的破碎导致电芯短路率极高。 新的解决策略是采用超薄大孔隙率聚合物膜作为内支撑网络,将固态电解质直接涂布在支撑网上形成复合固态电解质膜,有效提高穿刺强度和拉伸强度。有望解决连续化制造工程化问题,同时也有望解决制造工艺中绝缘胶框的工程化难题。 面临的新挑战是:固态电解质颗粒与膜的粘结力目前较差,支撑膜需要在保持高孔隙率的前提下具有高强度,也具有很大挑战。 四是最危险的制成安全问题——有毒、致癌、易爆、腐蚀。 全固态电池因为正负极中需要添加大约15%~30%的硫化物固态电解质材料,目前普遍采用湿法涂布工艺,采用有毒、致癌、易爆的二甲苯溶剂,该工艺段需要露点-60℃的全密封干房车间,操作人员需要身穿全密闭防护服和防毒面罩,很难规模生产。 目前有两种新的解决方案:一是采用干法电极工艺,干法电极工艺设备目前国内研发速度较快,已经具备了中试条件。二是采用新型环保无毒溶剂,如酯类、醚类、烷烃类等对硫化物固态电解质兼容的非极性溶剂。 面临的新挑战是:硫化物固态电解质即使在露点-60℃的干房条件下采用干法工艺,依然会分解产生酸性有毒的H 2 S气体,不但对人体有害,对设备的腐蚀也非常严重,特别是设备控制系统电路板;采用新型溶剂目前也带来新的问题,就是溶剂无法彻底去除干净,对于全固态电池即使溶剂残留降到100ppm以下,但因为溶剂是吸附在材料颗粒表面,在界面接触处就是高浓度残留,会产生新的副反应以及影响锂离子的传输。 五是最核心的成本问题——极高的材料成本难以商业化。 硫化物固态电解质目前售价约1000万元/吨,预计2027年下降到200万~400万元/吨,以40Ah、400Wh/kg软包全固态电池为例,现有原材料价格下,全固态电池的BOM成本中,硫化物固态电解质材料成本占比高达93.9%,而硫化物固态电解质的主要原料硫化锂目前市场价约400万元/吨,占硫化物固态电解质原材料成本85.6%,预计2027年下降到50万~100万元/吨,所以到2027年折算全固态电池BOM成本大约为3~5元/Wh,依然是液态三元电池成本的约十倍,因此需要大幅度降低硫化物固态电解质材料或者硫化锂的成本。 新的解决策略是开发新的合成工艺,通常硫化锂有固相、液相和气相法三大类合成方法,各种方法均有优缺点,但液相法的多样性带来新的希望,原材料为硫化钠、氯化锂等,预计可将硫化物固态电解质材料的成本由1000万元/吨下降到50万元/吨以下,折算后全固态电池的成本有望下降到0.5元/Wh左右,接近液态电池。 面临的新挑战是:尽管新的一步法液相合成路线带来了成本大幅度的下降,但选择与硫化物固态电解质相兼容的溶剂以及产品提纯去除溶剂还存在挑战。 六是最尴尬的PACK集成问题——自适应超高束缚压力。 全固态电池需要在自适应的超高束缚压力下,才能确保正负极与电解质膜之间在充放电过程中始终保持紧密接触,目前运行压力需要约20Mpa,在空间有限的PACK内部保持自适应高压挑战难度极大。 新的解决策略是抛弃传统全固态电池概念,采用离子液体技术,将固固接触转换为液固接触,高束缚压力就不存在了,完全可以兼容现有PACK系统。 面临的新挑战是:离子液体与硫化物固态电解质材料、集流体发生新的副反应,以及耐氧化还原问题还需要进一步去研究解决,此外事故中PACK破碎产生毒气问题依然存在。 “全固态电池的产业化实际上是一个持久战,不是我们想象的那么容易,也不是我们想象的那么难,其最关键核心的六个技术问题已经有了新的解决策略,全固态电池实际上已经是以超出我们预期的步伐在前进的。”苗力孝总结道,“新的策略也容易带来新的问题,这正是我们科学发展的规律。” 据悉,蜂巢能源作为动力电池头部公司之一,在固态电池领域也展现出引领下一代电池技术变革的战略决心。公司坚持“先半固态,后全固态”的产业化路径,兼顾技术成熟度与市场接受度,逐步推动固态电池技术的商业化落地。 根据规划,蜂巢能源将在2025年底完成10Ah级、400Wh/kg全固态电芯体系开发;2026年第一代半固态量产爬坡,第二代400Wh/kg半固态电池进行开发;2028年推出第三代450Wh/kg半固态电池,并计划于同年开发出70Ah以上、500Wh/kg纯固态电池。 (以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)
据韩国媒体报道,9月16日,韩国电动汽车电池制造商SK On公司宣布,已在距离首尔以南约140公里的大田市,建成全固态电池(ASSB)试点工厂 。 9月15日,该试点工厂举行了竣工仪式,SK On总裁李锡熙(Lee Seok-hee)、SK On未来技术研究所所长(Future Technology Institute)Park Ki-soo、美国Solid Power公司韩国分公司经理Andreas Maier等人士出席了仪式。去年,SK On与位于美国科罗拉多州的全固态电池技术开发商Solid Power公司建立合作关系,以加速全固态电池的开发与商业化。 SK On总裁李锡熙在一份声明中表示:“该试点工厂将作为重要基石,推动SK成长为具备强大应变能力的企业,无论商业环境如何变化都能实现跨越式发展。”他还补充道:“我们将率先实现全固态电池的商业化,以加速电气化时代的到来。” 这家新落成的试点工厂将生产基于硫化物的固态电池样件,供客户进行质量与性能的验证评估。该工厂还将重点开发锂金属全固态电池,通过采用锂金属阳极替代传统石墨阳极,可显著提升电池能量密度,同时实现电池重量与体积的双重优化。 SK On证实,这座面积达4,600平方米的新试点工厂,将首次在韩国国内采用“无热等静压技术”生产工艺,该工艺可在高温下对电极均匀施压,以提升电池能量密度和性能。 该公司计划于2029年在另一处工厂启动全固态电池的商业化生产,较先前公布的计划提前了一年。根据商业化路线图,公司首批量产电池的能量密度将达到每升800瓦时(Wh/L),后续将进一步提升至每升1000瓦时(Wh/L)。 SK On正通过各类合作开展联合研发,同时也进行自主研究,以开发下一代电池技术。今年5月,该公司与韩国汉阳大学的研究团队合作,通过在锂金属阳极上应用保护膜技术,成功将硫化物基全固态电池的寿命延长至原来的三倍。据悉,该技术已完成国内外专利申请。
近日,安徽省滁州市生态环境局发布“星科能源科技(安徽)有限公司年产3GWh全固态电池研发生产项目环境影响报告表批前公示”信息。 公示信息显示,星科能源科技(安徽)有限公司(下文简称:星科能源)年产3GWh全固态电池研发生产项目位于滁州市琅琊区铜陵路与拖锹岭路交叉口东南侧,一期占地面积约80.55亩,总投资10亿元,项目建成后年产0.6GWh全固态电池。 资料显示,星科能源成立于2025年3月,注册资本2000万元,股东为安徽金马能源科技有限公司、安徽卓之跃科技有限公司、众合月鑫投资管理咨询(江苏)有限公司,持股比例分别为38%、37%、25%。 市场前景方面,研究机构EVTank、伊维经济研究院联合中国电池产业研究院共同发布的《中国固态电池行业发展白皮书(2025年)》显示,2024年全球固态电池出货量达到5.3GWh,同比大幅增长4.3倍,全部为半固态电池,主要为中国企业生产。 EVTank预计,全固态电池将在2027年实现小规模量产,到2030年将实现较大规模的出货,全球固态电池出货量将达到614.1GWh,其中全固态的比例将接近30%。
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