
“現(xiàn)在開發(fā)的全固態(tài)電池的能量密度比現(xiàn)有的電池高了一倍,500公里續(xù)航的車使用之后能達(dá)到1000公里以上的續(xù)航。”廣汽集團(tuán)平臺(tái)技術(shù)研究院新能源動(dòng)力研發(fā)負(fù)責(zé)人祁宏鐘在央視新聞采訪中表示。
這一突破性進(jìn)展背后,是國(guó)內(nèi)首條大容量全固態(tài)電池產(chǎn)線的建成,目前正在小批量測(cè)試生產(chǎn)。
固態(tài)電池技術(shù)不僅是實(shí)驗(yàn)室里的突破,更已經(jīng)步入產(chǎn)業(yè)化前期。根據(jù)規(guī)劃,2026年將進(jìn)行小批量的裝車實(shí)驗(yàn),2027年到2030年期間,逐步實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。這意味著,短短幾年內(nèi),電動(dòng)車續(xù)航焦慮或?qū)⒊蔀闅v史。
央視新聞作為國(guó)內(nèi)最權(quán)威的媒體平臺(tái),其對(duì)全固態(tài)電池進(jìn)展的報(bào)道引發(fā)了行業(yè)內(nèi)外廣泛關(guān)注。報(bào)道指出,全固態(tài)電池是未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的重要驅(qū)動(dòng)力。
與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,全固態(tài)電池最大的優(yōu)勢(shì)在于電池內(nèi)部沒有任何液體,而是全部采用固態(tài)物質(zhì)。這一結(jié)構(gòu)變化帶來了多重好處:讓新能源汽車跑得更遠(yuǎn),更加安全。
“無液”電池的優(yōu)勢(shì)源于生產(chǎn)線的兩大關(guān)鍵革新。在負(fù)極制造環(huán)節(jié),傳統(tǒng)液態(tài)電池需要經(jīng)過原漿、涂布、滾壓三道獨(dú)立工序,而干法工藝則直接將原有工序“三合一”,既降低能耗又提升了效率。
廣汽集團(tuán)固態(tài)電池平臺(tái)高級(jí)經(jīng)理史劉嶸在央視采訪中介紹:“傳統(tǒng)的濕法工藝,面容量不到5個(gè)毫安時(shí)每平方厘米,現(xiàn)在最高可以做到7.7毫安時(shí)每平方厘米”。
不僅如此,固態(tài)電池的耐熱性能實(shí)現(xiàn)巨大飛躍。全固態(tài)電池采用的固態(tài)電解質(zhì)可以耐熱到三四百攝氏度以上,而傳統(tǒng)液態(tài)電解液只能到一百多攝氏度不到兩百攝氏度。這一特性從根本上解決了電池?zé)崾Э匾l(fā)的安全隱患。
全固態(tài)電池的突破性進(jìn)展,將針對(duì)性解決當(dāng)前新能源汽車面臨的三大核心痛點(diǎn):續(xù)航擔(dān)憂、充電焦慮與安全隱患。
在續(xù)航方面,固態(tài)電池的能量密度遠(yuǎn)超現(xiàn)有液態(tài)鋰電池。搭載全固態(tài)電池的新能源汽車,續(xù)駛里程有望突破1500公里。這一數(shù)字遠(yuǎn)超當(dāng)前主流車型500-700公里的續(xù)航水平,使電動(dòng)車長(zhǎng)途旅行成為可能。
固態(tài)電池還對(duì)溫度變化具有更好的適應(yīng)性。當(dāng)前液態(tài)鋰電池在低溫環(huán)境下續(xù)航衰減明顯,部分車型冬天開空調(diào)后續(xù)航甚至?xí)䴗p少30%-50%,而固態(tài)電池受溫度影響更小,續(xù)航衰減幅度將顯著降低。對(duì)北方地區(qū)用戶而言,這無疑是一大福音。
充電效率也將得到極大提升。固態(tài)電池的技術(shù)特性為快速補(bǔ)能提供了可能,未來有望實(shí)現(xiàn)8C-10C快充,即5-8分鐘內(nèi)能將電池充至80%以上,大幅縮短充電等待時(shí)間。充電將變得像燃油車加油一樣便捷。
安全性是全固態(tài)電池的另一大突出優(yōu)勢(shì)。固態(tài)電解質(zhì)本身不可燃燒,從根本上消除了電解液燃燒、泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),固態(tài)電解質(zhì)的高力學(xué)模量能夠物理性地抑制鋰枝晶的生長(zhǎng),杜絕因枝晶刺穿導(dǎo)致的內(nèi)部短路。
國(guó)內(nèi)首條大容量全固態(tài)電池產(chǎn)線的建成,標(biāo)志著我國(guó)在全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化道路上邁出關(guān)鍵一步。廣汽集團(tuán)已在行業(yè)內(nèi)率先具備了60安時(shí)以上車規(guī)級(jí)全固態(tài)電池的批量量產(chǎn)條件。
全球范圍內(nèi),全固態(tài)電池的競(jìng)爭(zhēng)已形成中國(guó)、日韓及歐美三大陣營(yíng)。日韓企業(yè)研發(fā)起步較早,具備明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。日本政府已投入超過2000億日元資金支持,目標(biāo)是在2030年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的商業(yè)化。
中國(guó)雖不具備先發(fā)優(yōu)勢(shì),但產(chǎn)業(yè)鏈完整、市場(chǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)化快成為我國(guó)的比較優(yōu)勢(shì)。高工鋰電董事長(zhǎng)張小飛在高工鋰電年會(huì)上表示:“固態(tài)電池?zé)o疑是未來15年的全球競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn),而中國(guó)固態(tài)電池未來將超全球份額的80%以上”。
《2025年固態(tài)電池高質(zhì)量發(fā)展藍(lán)皮書》預(yù)測(cè),到2030年,全球固態(tài)電池出貨量將達(dá)到614.1GWh,對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模將邁入千億元級(jí)別。2027年(或2028年)至2030年間,行業(yè)將集中建設(shè)GWh級(jí)產(chǎn)線,到2035年全球固態(tài)鋰電池出貨量有望超過900GWh。
產(chǎn)業(yè)化不是“百米沖刺”,而是一場(chǎng)考驗(yàn)戰(zhàn)略定力與創(chuàng)新智慧的“馬拉松”。未來幾年,一個(gè)“高端全固態(tài)、主流半固態(tài)”的多元并存時(shí)期即將到來。
全固態(tài)電池的突破不僅影響汽車產(chǎn)業(yè),更將重塑整個(gè)能源產(chǎn)業(yè)格局。從電動(dòng)汽車到儲(chǔ)能,從兩輪車到人形機(jī)器人,多個(gè)領(lǐng)域?qū)⒂瓉砑夹g(shù)變革。
在應(yīng)用端,部分電池企業(yè)已經(jīng)在新能源汽車領(lǐng)域采用固態(tài)電池進(jìn)行驗(yàn)證,并且固態(tài)電池的配套車型逐漸由35萬以上車型下沉到30萬以內(nèi)的車型。這意味著先進(jìn)技術(shù)正逐步走向大眾市場(chǎng)。
固態(tài)電池對(duì)電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)等領(lǐng)域也意義重大。據(jù)報(bào)道,億航智能已完成全球首次eVTOL固態(tài)電池飛行試驗(yàn),續(xù)航時(shí)間較之前顯著提升60%~90%。這將為低空經(jīng)濟(jì)提供堅(jiān)實(shí)的動(dòng)力基礎(chǔ)。
一些企業(yè)已率先將全固態(tài)電池應(yīng)用于儲(chǔ)能和兩輪電動(dòng)車領(lǐng)域。北京純鋰新能源科技有限公司選擇聚合物體系電解質(zhì)技術(shù)路線,匹配磷酸鐵鋰加石墨的正負(fù)極材料體系,主要解決磷酸鐵鋰電池的本質(zhì)安全問題。這些多元化應(yīng)用為技術(shù)迭代積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
面對(duì)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn),2024年成立的中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)正在發(fā)揮關(guān)鍵作用。該平臺(tái)整合頂尖研發(fā)資源,推動(dòng)專利共享,集中攻堅(jiān)界面、成本等共性難題。
盡管前景廣闊,但全固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn)。“固—固界面”問題被學(xué)界視為全固態(tài)電池最核心的技術(shù)瓶頸。在液態(tài)電池中,流動(dòng)的電解液可以充分包裹電極材料,離子傳輸暢通無阻。
而固態(tài)電池中,電解質(zhì)與電極如同堅(jiān)硬的“頑石”,接觸面存在無數(shù)微小縫隙,導(dǎo)致離子傳輸困難。
目前全固態(tài)電池的良率遠(yuǎn)低于成熟的液態(tài)電池。這不僅是從實(shí)驗(yàn)室到工廠的“死亡谷”,更是涉及電化學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等多方面耦合的綜合性難題。
成本是另一大障礙。數(shù)據(jù)顯示,全固態(tài)電池成本約400—800美元/千瓦時(shí),是液態(tài)電池的3—5倍。關(guān)鍵材料硫化鋰價(jià)格雖已回落,仍占據(jù)電解質(zhì)成本的主要部分。制造環(huán)節(jié)同樣面臨挑戰(zhàn),全固態(tài)電池的生產(chǎn)線與現(xiàn)有的液態(tài)電池生產(chǎn)線兼容度不足50%,需要全新的干法電極、等靜壓設(shè)備,投資巨大。
針對(duì)這些挑戰(zhàn),產(chǎn)學(xué)研各方正在積極協(xié)同攻關(guān)。西安交通大學(xué)先進(jìn)儲(chǔ)能電子材料與器件研究所教授徐友龍建議,應(yīng)建立開放共享的中試平臺(tái),讓高校和初創(chuàng)公司的優(yōu)秀技術(shù)能進(jìn)行工程化驗(yàn)證和工藝摸索,縮短從技術(shù)到產(chǎn)品的時(shí)間。
隨著全固態(tài)電池技術(shù)的不斷突破,一個(gè)嶄新的能源時(shí)代正在到來。多家車企已公布全固態(tài)電池裝車時(shí)間表,大體上集中在2026-2030年。這意味著,幾年后,續(xù)航超過1000公里的電動(dòng)車將成為常態(tài)。
全球電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局正在重塑。中國(guó)、日本、韓國(guó)、歐美等國(guó)家和地區(qū)都在全力布局固態(tài)電池研發(fā)。在這場(chǎng)關(guān)乎未來能源安全的競(jìng)賽中,中國(guó)憑借完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局和持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,正逐步從跟跑者變?yōu)椴⑴苷呱踔令I(lǐng)跑者。
未來五年將是全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵窗口期。隨著技術(shù)不斷成熟和成本持續(xù)下降,全固態(tài)電池有望從高端車型逐步走向大眾市場(chǎng),最終實(shí)現(xiàn)全面普及。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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