固態(tài)電池迎來新進(jìn)展,行業(yè)加速邁向量產(chǎn)階段!
根據(jù)中國科學(xué)院官方的信息,中國科學(xué)院金屬研究所科研團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)固態(tài)鋰電池界面調(diào)控新方案,可以實(shí)現(xiàn)一體化電極-電解質(zhì)材料,進(jìn)而改善電極與電解質(zhì)界面阻抗大、鋰離子傳輸效率低等問題。
除了科研院所,鋰電池公司也在不斷加速全固態(tài)電池發(fā)展速度,部分公司有望在未來2-3年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
一旦全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),新能源車滲透率還將進(jìn)一步提升,這將為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈帶來廣闊的發(fā)展空間。
1、中科院提出固態(tài)電池一體化材料新方案,全固態(tài)電池有望快速發(fā)展
二十一世紀(jì)以來,動力電池正極材料的快速發(fā)展,帶來了鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的迅速崛起。
當(dāng)前主流的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池,均屬于液態(tài)電池,包含大量的電解液。帶電的鋰離子以電解液為介質(zhì),不斷在正極材料、負(fù)極材料之間運(yùn)動,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電池的充電、放電。
正因?yàn)殡娊庖旱拇嬖冢簯B(tài)電池能量密度將大打折扣。此外,液態(tài)電池面臨充電效率低、碰撞起火等挑戰(zhàn),因此科學(xué)界一直在致力于固態(tài)電池的研究。
固態(tài)電池與液態(tài)電池工作原理相同,但電解質(zhì)采用了固體電解質(zhì),可以提升能量密度、減小電池體積。因此,固態(tài)電池最核心的壁壘就是固態(tài)電解質(zhì),這也是各大電池巨頭努力攻關(guān)的方向。
不要小看固體電解質(zhì)的生產(chǎn)難度,誰能率先攻克這一難關(guān),誰就有可能重新定義龐大的動力電池產(chǎn)業(yè)鏈。固態(tài)電池電解質(zhì)生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,無論是聚合物有機(jī)固態(tài)電解質(zhì),還是氧化物、硫化物無機(jī)電解質(zhì),都需要面臨鋰離子電導(dǎo)率、電極間界面阻抗等難題。
9月24日,中科院官網(wǎng)發(fā)布文章《研究提出固態(tài)鋰電池界面調(diào)控新方案》,中國科學(xué)院金屬研究所科研團(tuán)隊(duì)在聚合物技術(shù)路線中,實(shí)現(xiàn)了具有分子尺度界面的一體化電極-電解質(zhì)材料。
中科院團(tuán)隊(duì)利用聚合物分子的設(shè)計(jì)靈活性、界面適應(yīng)性,制備出離子傳輸能力和儲存能力都較好的分子尺度界面一體化聚合物材料P(EO2-S3)。P(EO2-S3)可以實(shí)現(xiàn)2萬次抗彎折性能,當(dāng)成為正極聚合物電解質(zhì)時(shí),可以在特定電位下被激活,正極能量密度可以提升86%。
該研究獲得國家自然科學(xué)基金的支持,成果發(fā)表在頂尖期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。
當(dāng)然固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)仍需要等待,中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高的預(yù)測,全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化將始于2027年至2028年,到2030年將實(shí)現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
歐陽明高前瞻了全固態(tài)電池的研發(fā)方向,2025年-2027年,要實(shí)現(xiàn)200-300Wh/kg的低硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池。2027年-2030年,逐漸實(shí)現(xiàn)400Wh/kg的高硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池。2030年-2035年,借助人工智能平臺來攻克鋰負(fù)極材料技術(shù),這就可以實(shí)現(xiàn)500Wh/kg的鋰負(fù)極硫化物全固態(tài)電池。
2、全固態(tài)電池將帶來鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈重大機(jī)遇
根據(jù)中汽協(xié)日前發(fā)布的報(bào)告,1-8月中國汽車銷量2112.8萬輛,同比增長12.6%;同期新能源汽車銷量為962萬輛,同比大增36.7%。以銷量來計(jì)算,新能源汽車滲透率提升至45.5%,逐漸趕超傳統(tǒng)燃油車。
正是看到了新能源汽車替代燃油車的歷史性機(jī)遇,整個(gè)行業(yè)都在加碼固態(tài)電池,進(jìn)而搶占市場先機(jī)。
早在2010年,豐田就曾發(fā)布續(xù)航里程超1000Km的固態(tài)電池。豐田在車規(guī)級固態(tài)電池領(lǐng)域擁有專利極為豐富,成為全球固態(tài)電池行業(yè)的領(lǐng)路人。
中國固態(tài)電池行業(yè)已經(jīng)涌現(xiàn)寧波鋒鋰、江蘇清陶、北京衛(wèi)藍(lán)等公司,技術(shù)線路都屬于氧化物無機(jī)材料為基礎(chǔ)的固液混合技術(shù)。2021年7月,北汽汽車和江蘇清陶已推出了首輛固態(tài)電池原型車,搭載清陶第I代固態(tài)電池系統(tǒng)。
全固態(tài)電池商業(yè)化難度依然不低,因此半固態(tài)電池已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)、裝車。蔚來在2023年底已經(jīng)推出150度半固態(tài)電池包,并運(yùn)用在純電動汽車ET7上。該款電池由蔚來與衛(wèi)藍(lán)合作,單電芯能量密度高達(dá)360Wh/kg。2024年4月,上汽集團(tuán)發(fā)布的智己L6搭載了半固態(tài)電池光年,該款電池載電量提升30%,可實(shí)現(xiàn)高溫不可燃,充電12分鐘續(xù)航400km,固態(tài)電解質(zhì)包裹超高鎳正極。
2025年7月,北京純鋰新能源科技有限公司在北京亦莊舉辦了“全固態(tài)電池電動自行車換電試點(diǎn)項(xiàng)目”啟動儀式,全固態(tài)電池首次商用活動成為市場熱點(diǎn)。
鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈也在大規(guī)模規(guī)劃固態(tài)電池產(chǎn)能,整個(gè)行業(yè)面臨重要發(fā)展機(jī)遇。2025年以來,多家公司均透露了固態(tài)電池發(fā)展計(jì)劃。上汽集團(tuán)總裁賈健旭上半年透露了全固態(tài)電池的量產(chǎn)節(jié)點(diǎn),2027年上汽首款全固態(tài)電池“光啟電池”將落地。
國軒高科5月公布了金石全固態(tài)電池最新進(jìn)展,首條試驗(yàn)線正式貫通,設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)到0.2GWh,良品率高達(dá)90%。
蜂巢能源透露公司固態(tài)電池發(fā)展路徑分為半固態(tài)和全固態(tài)兩個(gè)階段,今年量產(chǎn)的半固態(tài)電池能量密度達(dá)到300Wh/kg,第二代半固態(tài)電池有望實(shí)現(xiàn)360Wh/kg的能量密度。全固態(tài)電池方面,蜂巢能源將電池能量密度提升至400Wh/kg,電池容量達(dá)到68Ah,該產(chǎn)品主要運(yùn)用領(lǐng)域?yàn)榈涂诊w行器和新能源車。
7月孚能科技在互動平臺披露信息,公司全固態(tài)電池整體進(jìn)度已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室走向中試生產(chǎn)交付階段,預(yù)計(jì)將于今年年底建成設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)0.2GWh的硫化物全固態(tài)電池中試線,并向戰(zhàn)略合作伙伴客戶交付60Ah的硫化物全固態(tài)電池。孚能科技計(jì)劃在2026年將全固態(tài)電池產(chǎn)能進(jìn)一步放大至GWh級別。
長安汽車7月在深交所互動平臺表示,公司正全力投入固態(tài)電池相關(guān)研發(fā),預(yù)計(jì) 2026 年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池裝車驗(yàn)證,2027 年推進(jìn)全固態(tài)電池逐步量產(chǎn),能量密度達(dá) 400Wh/kg。
9月,億緯鋰能固態(tài)電池研究院成都量產(chǎn)基地揭牌,“龍泉二號”全固態(tài)電池下線。
9月以來,隨著鋰電池板塊成為市場主線,多家公司均透露了固態(tài)電池進(jìn)展。德龍激光在互動平臺表示,公司固態(tài)電池設(shè)備訂單呈逐步增長趨勢,但目前該領(lǐng)域訂單金額較小。
璞泰來已在多個(gè)制造環(huán)節(jié)進(jìn)行發(fā)力布局,其中攪拌機(jī)、干法成膜設(shè)備等設(shè)備實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破或達(dá)到可交付狀態(tài),并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)向國內(nèi)外頭部客戶交付干法和固態(tài)電池極片設(shè)備。
海目星在投資者關(guān)系活動記錄表公告中表示,公司是行業(yè)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)“氧化物+鋰金屬負(fù)極”技術(shù)路線,并完成鋰金屬固態(tài)電池商業(yè)閉環(huán),應(yīng)用于低空飛行器上的固態(tài)電池設(shè)備公司。
中偉股份在互動平臺表示,目前,公司與境內(nèi)外固態(tài)電池頭部客戶均有業(yè)務(wù)合作,現(xiàn)階段公司固態(tài)電池材料出貨近50噸。
贛鋒鋰業(yè)在互動平臺表示,公司在動力電池領(lǐng)域持續(xù)開發(fā),固態(tài)電池已在部分車型試裝車及量產(chǎn),并應(yīng)用于知名無人機(jī)及eVTOL企業(yè)。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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