全固態(tài)電池獲突破 或?qū)ⅰ耙钡涂战?jīng)濟

新華財經(jīng)上海5月20日電 近日，國軒高科宣布建成首條全固態(tài)電池實驗線，在行業(yè)中實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。恩捷股份、寧德時代、億緯鋰能、贛鋒鋰業(yè)等公司均在近期發(fā)布固態(tài)電池研發(fā)進展，標志著全固態(tài)電池領(lǐng)域進入新階段。

權(quán)威專家接受記者采訪時表示，硫化物固態(tài)電池預(yù)計在2027年將實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，但全固態(tài)電池大規(guī)模應(yīng)用仍有較長的路要走。還有專家表示，固態(tài)電池是推動當前熱門的智能汽車、低空飛行器、人形機器人等領(lǐng)域發(fā)展的重要力量。其中，固態(tài)電池的研發(fā)投產(chǎn)進度基本決定以eVTOL（電動垂直起降飛行器）為代表的低空飛行器的爆發(fā)時間。

全固態(tài)電池研發(fā)生產(chǎn)進入新階段

5月17日，國軒高科宣布其全固態(tài)電池——金石電池實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。材料創(chuàng)新上，硫化物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率提升60%，空氣穩(wěn)定性顯著提高，正負極材料的克容量也實現(xiàn)較大突破，在材料科學(xué)方面為全固態(tài)電池的發(fā)展筑牢根基。國軒高科首條全固態(tài)實驗線也正式貫通，100%線體自主開發(fā)，設(shè)計產(chǎn)能達0.2GWh，通過高精密涂布等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)高達90%的良品率。金石全固態(tài)電池研發(fā)負責人潘瑞軍博士透露，此條實驗線核心設(shè)備國產(chǎn)化率達100%，目前已開始裝車路測。根據(jù)計劃，國軒高科還將于2026年落地2GWh量產(chǎn)線。

5月15日，電池行業(yè)巨頭寧德時代的公告顯示，公司在固態(tài)電池技術(shù)方面持續(xù)投入，預(yù)計到2027年有望實現(xiàn)小批量生產(chǎn)，技術(shù)水平處于行業(yè)領(lǐng)先。關(guān)于與商飛的合作，公司透露其凝聚態(tài)電池能量密度最高可達500Wh/kg（瓦時每千克），正在推進民用電動載人飛機項目，執(zhí)行航空級標準與測試，以確保安全和質(zhì)量。

億緯鋰能方面近期也公開透露，在全固態(tài)電池領(lǐng)域已完成小軟包電池組裝工藝開發(fā)，百兆瓦時的中試線預(yù)計在2025年投入運行；公司計劃于2026年推出主要應(yīng)用于混合動力領(lǐng)域的高功率全固態(tài)電池，于2028年逐步推出400Wh/kg的高比能全固態(tài)電池。

贛鋒鋰業(yè)公告稱，已形成固態(tài)電池全鏈路布局，在硫化物電解質(zhì)及原材料、氧化物電解質(zhì)、金屬鋰負極、電芯、電池系統(tǒng)等固態(tài)電池關(guān)鍵環(huán)節(jié)具備了研發(fā)、生產(chǎn)能力，并加快推動固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用。5月13日，公司方面回答投資者時表示，公司二代混合固態(tài)鋰電池采用了金屬鋰作為負極，在固態(tài)電池方面開發(fā)的高比能電池能量密度達到420Wh/kg，循環(huán)壽命超過700次，并開發(fā)出能量密度達到500Wh/kg的樣品，可通過200℃熱箱與針刺等嚴苛的安全測試。

恩捷股份近日舉辦了全固態(tài)硫化物新品發(fā)布會，發(fā)布超純硫化鋰、超細硫化物固態(tài)電解質(zhì)以及高電導(dǎo)硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜等核心材料，為固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化提供支撐。

全固態(tài)電池大規(guī)模應(yīng)用仍需時日

談及轎車用全固態(tài)電池發(fā)展路線和關(guān)鍵時間點，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高認為，國際主要汽車企業(yè)和電池企業(yè)均逐步聚焦到硫化物全固態(tài)電池，主流技術(shù)路線基本清晰。眾多企業(yè)已經(jīng)建立了小批量供應(yīng)能力，但需要重點攻克大規(guī)模生產(chǎn)工藝。2025年至2027年將以石墨／低硅負極硫化物全固態(tài)電池為主，以能量密度200—300Wh/kg為目標。2027年至2030年，高硅負極硫化物全固態(tài)電池有望成為主流路線，能量密度以400Wh/kg和800Wh/L（瓦時每升）為目標，重點攻關(guān)高容量低膨脹長循環(huán)硅碳負極，優(yōu)化高鎳三元復(fù)合正極和硫化物復(fù)合電解質(zhì)，面向下一代乘用車電池應(yīng)用。鋰負極硫化物全固態(tài)電池，能量密度500Wh/kg和1000Wh/L將成為2030年至2035年的行業(yè)目標。

潘瑞軍向記者介紹，目前，全球全固態(tài)電池的量產(chǎn)進度仍以手工樣件為主。全固態(tài)電池面臨諸多技術(shù)難點，其產(chǎn)線與液態(tài)電池產(chǎn)線差異較大，需要開發(fā)專用設(shè)備。關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于固固界面接觸以及固態(tài)隔膜工藝，其中固態(tài)隔膜工藝需通過涂布的方式制作出薄的固態(tài)電解質(zhì)膜。

鑒于全固態(tài)電池技術(shù)難度較高，半固態(tài)電池成為一種折中的選擇。其優(yōu)勢在于可以沿用液態(tài)電池設(shè)備，僅需對材料和設(shè)備進行微調(diào)。同時，半固態(tài)電池能夠兼顧高能量密度和安全性，其能量密度可達350—360Wh/kg，相較于液態(tài)鐵鋰的200—250Wh/kg和三元電池的250—300Wh/kg，具有明顯優(yōu)勢。當前行業(yè)共識是先實現(xiàn)350Wh/kg半固態(tài)電池的量產(chǎn)，再通過材料和工藝的迭代來提升性能，這是目前主流的發(fā)展路徑。結(jié)合公開資料來看，“半固態(tài)+全固態(tài)”雙重路線已成為包括國軒高科、蜂巢能源在內(nèi)的多家電池企業(yè)的選擇。

固態(tài)電池成為eVTOL等未來科技爆發(fā)關(guān)鍵

不少電池企業(yè)開發(fā)固態(tài)電池時均與低空飛行器、人形機器人等應(yīng)用相聯(lián)系。寧德時代、贛鋒鋰業(yè)、國軒高科等均明確提到了和eVTOL、無人機等低空飛行器企業(yè)的合作。

國軒高科首席科學(xué)家、G垣準固態(tài)電池朱星寶告訴記者，當前，半固態(tài)電池計劃在五年內(nèi)實現(xiàn)快速的市場推廣。國軒高科在高比能電池（500Wh/kg）方面，已經(jīng)完成了A樣的開發(fā)，并且通過了500圈循環(huán)測試，達到了相關(guān)標準。預(yù)計2025年5月底至6月初，國軒高科工研總院將正式對該高比能電池項目立項，其目標是實現(xiàn)量產(chǎn)。從應(yīng)用場景來看，該高比能電池適用于eVTOL，以滿足其對高倍率性能的需求；同時也適用于機器人和無人機等領(lǐng)域，針對這些應(yīng)用場景對發(fā)熱控制的要求，可以通過低內(nèi)阻設(shè)計以及新一代的BMS（電池管理系統(tǒng)）來解決散熱問題。

中國電動汽車百人會原副秘書長馬仿列表示，電動智能汽車、低空經(jīng)濟與人形機器人蓬勃發(fā)展，帶動鋰電池需求攀升，預(yù)計2030年全球需求將達3800GWh。其中，電動智能汽車、低空經(jīng)濟、人形機器人領(lǐng)域電池需求預(yù)估分別為3500GWh、200GWh和100GWh。當前，鋰電池是這些產(chǎn)業(yè)的主流選擇，未來將全面向固態(tài)電池演進。

湖南大學(xué)教授黃靚認為，eVTOL等低空飛行器發(fā)展對電池的高比能、高功率、快充和長壽命提出更高要求，全固態(tài)電池能量密度需逐步突破400Wh/kg至600Wh/kg，其研發(fā)投產(chǎn)進度基本對以eVTOL為代表的載人電動低空飛行器爆發(fā)至關(guān)重要。

華泰證券近期發(fā)布的研報認為，2025年有望迎來半固態(tài)電池批量交付和全固態(tài)電池研發(fā)加速。目前車廠的品牌宣傳已經(jīng)進入到競賽階段，低空與機器人產(chǎn)業(yè)成為固態(tài)電池潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。相關(guān)環(huán)節(jié)涵蓋鹵化物／聚合物固態(tài)電解質(zhì)、鋰金屬集流體、電解質(zhì)膜、硅基負極、三元正極材料、干電極等。

?

編輯：王媛媛

?

聲明：新華財經(jīng)為新華社承建的國家金融信息平臺。任何情況下，本平臺所發(fā)布的信息均不構(gòu)成投資建議。如有問題，請聯(lián)系客服：400-6123115