近期,多家企業(yè)陸續(xù)披露了其在固態(tài)電池領(lǐng)域的最新進(jìn)展和量產(chǎn)時間。憑借高能量密度、高安全性和快速充電能力,固態(tài)電池有望成為下一代電池的主流技術(shù)之一。隨著技術(shù)研發(fā)與成本瓶頸不斷突破,固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加速,未來有望在低空經(jīng)濟(jì)、機(jī)器人、新能源汽車等多重場景得到廣泛應(yīng)用。
今年以來,固態(tài)電池領(lǐng)域的利好消息接連不斷。北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司透露,公司已量產(chǎn)360Wh/kg的半固態(tài)動力電池,正在開發(fā)全尺寸全固態(tài)電芯,預(yù)計(jì)2027年裝車。比亞迪宣布將在2027年左右啟動全固態(tài)電池批量示范裝車應(yīng)用,2030年后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模上車。寧德時代表示,公司在全固態(tài)電池上持續(xù)堅(jiān)定投入,技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先水平,2027年有望實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。國軒高科已建成0.2GWh“金石”全固態(tài)電池中試線,并發(fā)布了包括G垣準(zhǔn)固態(tài)電池在內(nèi)的多項(xiàng)新產(chǎn)品。此外,中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心研究員王春陽聯(lián)合國際團(tuán)隊(duì),利用原位透射電鏡技術(shù)首次揭開了固態(tài)電池突發(fā)短路成因,并提出了相應(yīng)對策。小米汽車科技有限公司也公布了“固態(tài)電池復(fù)合電極與制備方法及包含其復(fù)合電極的固態(tài)電池”專利。
正極、負(fù)極、隔膜和電解液是鋰離子電池的四大關(guān)鍵材料,將液態(tài)電池升級到全固態(tài)電池的核心在于將電解液和隔膜替換為固態(tài)電解質(zhì)。相對于現(xiàn)有的鋰離子電池,固態(tài)電解質(zhì)不可燃,高低溫性能和環(huán)境適應(yīng)性更好,具有更高的安全性和穩(wěn)定性。固態(tài)電解質(zhì)能夠使用更高能量密度的電極材料,從而有望制造出能量密度更高的電池。因此,固態(tài)電池被認(rèn)為是未來電池技術(shù)的重要發(fā)展方向。
除了技術(shù)的不斷突破,政策端也在不斷加碼。工業(yè)和信息化部組織制定的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車用動力蓄電池安全要求》正式發(fā)布,將于2026年7月1日起開始實(shí)施。新國標(biāo)聚焦熱擴(kuò)散、底部撞擊和快充循環(huán)安全性三大領(lǐng)域,充分體現(xiàn)了對電池設(shè)計(jì)與材料的高要求。中國汽車工程學(xué)會推出《全固態(tài)電池判定方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),首次明確了全固態(tài)電池的定義,解決了行業(yè)界定模糊、測試方法缺失等問題,為技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
華金證券研報稱,新國標(biāo)的實(shí)施加速了固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H量產(chǎn)的進(jìn)程。目前,固態(tài)電池正處于測試階段,出貨量較少,市場普及預(yù)計(jì)還需5至10年。新能源汽車、低空經(jīng)濟(jì)、機(jī)器人等多重場景有望提振固態(tài)電池需求。
隨著固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化不斷推動,多家上市公司已搶先布局。欣旺達(dá)宣布,公司已通過負(fù)極使用鋰金屬進(jìn)一步將固態(tài)電池能量密度提升至500Wh/kg,目前已有實(shí)驗(yàn)室原型樣品。長安汽車正全力投入固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(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)。金龍羽在推進(jìn)固態(tài)電池及其關(guān)鍵材料項(xiàng)目的研究開發(fā)過程中,逐步建設(shè)了固態(tài)電芯、半固態(tài)電芯的小試、中試和擴(kuò)大中試線。億緯鋰能已在固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)布局,計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池生產(chǎn)工藝的突破。先導(dǎo)智能成功打通全固態(tài)電池量產(chǎn)的全線工藝環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了從整線解決方案到各工段的關(guān)鍵設(shè)備覆蓋。聯(lián)泓新科建立了新型電池材料研發(fā)平臺,并與固態(tài)電池龍頭企業(yè)北京衛(wèi)藍(lán)合資成立了聯(lián)泓衛(wèi)藍(lán)(江蘇)新能源技術(shù)有限公司,開展固態(tài)電池、半固態(tài)電池等新型電池關(guān)鍵功能材料的開發(fā)。
業(yè)界認(rèn)為,固態(tài)電池仍處于由“實(shí)驗(yàn)室突破”邁向“工程化驗(yàn)證”的階段,技術(shù)、成本、供應(yīng)鏈?zhǔn)钱?dāng)前面臨的三大挑戰(zhàn)。長期來看,固態(tài)電池會是下一代電池技術(shù)的重要選擇。預(yù)計(jì)全固態(tài)電池的量產(chǎn)會在2030年前后,而半固態(tài)電池將在2025年至2027年率先商業(yè)化。受技術(shù)和成本制約,固態(tài)電池量產(chǎn)難度大。技術(shù)上,當(dāng)前固態(tài)電池工藝尚未成熟,亟須解決三個核心問題:固態(tài)電解質(zhì)的離子輸運(yùn)機(jī)制、鋰枝晶生長機(jī)制和多場耦合下的失效失控機(jī)制;成本上,部分材料售價昂貴,阻礙了固態(tài)電池的量產(chǎn)。李泓表示,當(dāng)下,固態(tài)電池要想實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,需要把實(shí)驗(yàn)室的科研成果充分驗(yàn)證,并盡快工程放大,同時還需建立起整個上下游產(chǎn)業(yè)鏈的量產(chǎn)生態(tài)。