#全固態電池
全固態電池開發,有新進展!
全固態電池是未來新能源汽車產業發展新的重要驅動力。記者日前瞭解到,國內已建成首條大容量全固態電池產線,目前正在小批次測試生產。全固態電池和傳統鋰離子電池相比,最大的優勢在於裡面沒有任何液體,而是全固態物質,全固態電池讓未來的新能源汽車跑得更遠,更加安全。記者瞭解到,“無液”電池的優勢,其實源於生產線的兩大關鍵革新。在負極製造環節,傳統液態電池需要經過原漿、塗布、滾壓三道獨立工序,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。專家表示,除了生產工藝的最佳化,另一個核心突破就是電解質的改變。在這裡,他們已經摒棄傳統的液態電解液,改用自主研發的固態電解質材料,幫助產品的耐熱性和安全性大幅提升。生產線有了技術突破,下一步就是產業化承接落地。在廣汽集團,國內首條大容量全固態電池產線建成,這在行業內率先具備了60安時以上車規級全固態電池的批次量產條件。廣汽集團平台技術研究院新能源動力研發負責人 祁宏鐘:現在開發的全固態電池的能量密度比現有的電池能量密度高了接近一倍。500公里以上續航的車使用之後達到1000公里以上的續航。計畫是2026年可以進行小批次的裝車實驗,2027年到2030年期間,可以逐步地進行批次生產。 (上海證券報)
全固態電池產業化“關鍵轉折點”顯現!
當前,全球固態電池產業迎來關鍵轉折點。據市場消息,國軒高科金石全固態電池目前處於中試量產階段,良品率已達90%,並已正式啟動第一代全固態電池2GWh量產線的設計工作。欣旺達近期推出新一代聚合物全固態電池“欣·碧霄”,能量密度達400Wh/kg,並計畫在今年年底建成0.2GWh聚合物固態電芯中試線。海外方面,豐田汽車近期宣佈,計畫在2027年至2028年間推出其首款搭載全固態電池技術的量產車型。11月1日,三星SDI宣佈與寶馬集團及美國Solid Power公司簽署三方聯合開發協議,將共同加速全固態電池技術的落地應用……可以看到,全球範圍全固態電池正在從實驗室走向中試階段,並開始向小規模裝車、規模化生產挺進。然而值得注意的是,全固態電池產業化處理程序中的裝置瓶頸日益凸顯:傳統鋰離子電池製造裝置,在全固態電池量產上面臨技術代差。當前,裝置升級已成為全固態電池跨越量產門檻的核心命題之一。01 裝置迭代:全固態電池產業化破局現階段,全固態電池製造裝置升級的緊迫性已經顯現。在全固態電池技術突破的關鍵階段,生產工藝體系正經歷顛覆性變革。實際上,與傳統鋰離子電池產線相比,全固態電池在前段、中段工序顯示出明顯差異。例如,前段工序中,干法工藝憑藉材料適配性優勢,將逐步替代傳統濕法工藝;中段工序中,則通過膠框印刷、等靜壓等工藝,實現對傳統工藝的迭代……這些工藝變化直接催生了裝置體系的深度重構,干法電極、電解質轉印、膠框印刷、等靜壓等新型裝置的市場需求激增。與此同時,干混、輥壓、疊片,以及化成分容等環節的現有裝置,也面臨技術升級的局面。全固態電池的產業化需求,將推動對製造裝置的投資規模顯著提升。其中,前段和中段裝置成為核心增量環節,有望實現跨越式增長。中國銀河證券研報顯示,預計2027年全固態電池開始小規模裝車,2030年進入量產。2030年全球和中國全固態電池裝置市場空間有望分別達到320.59億元和251.36億元。02 製造裝置兩大痛點亟需突破隨著全固態電池產業化處理程序加速,倒逼裝置技術創新躍升。當前,全固態電池生產裝置的發展面臨雙重挑戰:一方面,干法電極等新工藝對相關裝置提出創新要求;另一方面,膠框印刷、等靜壓等複雜工藝,亟需智能化裝置解決方案。在此背景下,工藝革新與智能製造成為突破產業化瓶頸的關鍵路徑,一批裝置企業已前瞻性佈局相關領域。近日,利元亨與河南中原特鋼裝備製造有限公司簽署戰略合作協議。雙方將聚焦固態電池等靜壓裝置的研發,成立聯合實驗室,共同推動等靜壓裝置發展,以提升固態電池整線及裝置交付效率。極片製造是制約固態電池量產的核心環節之一。對於固態電解質材料敏感、固-固介面控制難、傳統濕法能耗高等痛點,曼恩斯特從工藝根源重構製造路徑,聚焦乾法電極技術,已推出自研的“干法粉體處理系統”與“干法多輥雙面成膜復合系統”,以技術創新助力固態電池,從實驗室走向規模化量產。憑藉自身研發能力和系統化解決方案,福賽特推出的點狀塗布技術,通過對點徑、排布、高度的精準控制,在提升產品一致性、安全性的同時,可以有效節省塗布漿料與裝置能耗。與此同時,憑藉非接觸式乾燥設計,其氣浮烘箱技術,能夠解決傳統烘乾過程中,膜材易受熱應力影響而導致變形、回縮等問題,從而進一步增強了隔膜塗布製程的穩定性與可靠性。作為鋰離子電池全自動真空乾燥系統領域的龍頭企業,時代高科的客戶包括寧德時代、比亞迪、國軒高科、億緯鋰能、孚能科技、蜂巢能源、鵬輝能源、欣旺達等鋰電池頭部企業。現階段,聚焦固態電池乾燥環節痛點,已建構其裝置的核心技術壁壘。2025年10月,逸飛雷射與金羽新能聯合創新研發及生產的首批“無際”全固態鋰金屬圓柱電池通過相關驗證,並正式交付某國際客戶。其中,逸飛雷射圍繞固態電池產業化,針對極片製造、電芯封裝等環節,進行了電池結構、工藝與裝置的創新,並提供智能製造解決方案。基於領先的技術實力和對市場敏銳的洞察,海目星雷射錨定新型電池技術路線,建構了覆蓋“前段材料—中段電池組裝—後段封裝”的全鏈路關鍵裝置體系,以前沿技術和智能化解決方案,破解新型電池製程中的核心難題。可以看到,裝置企業正通過技術差異化佈局,從而加速固態電池產業化處理程序。11月16-17日,由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網聯合主辦的“第十屆動力電池應用國際峰會(CBIS2025)”,將在上海召開。本屆峰會吸引了寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、欣旺達、正力新能,以及海螺創業、先導智能、逸飛雷射、海目星、贏合科技、利元亨等產業鏈主流企業,聚焦先進電池技術創新、產業化落地和應用場景拓展。16日下午,在由逸飛雷射冠名的【逸飛雷射專場•先進電池創新發展論壇】上,主辦方將邀請來自國內外頂尖的電池技術專家、學者及企業代表,為參會代表分享他們在全固態電池、大圓柱電池、航空電池,以及電池智造裝置迭代等領域的最新研發成果,並將在會上發佈《2025年中國固態電池產業發展白皮書》。 (電池中國)
日產全固態電池續航力翻倍,爭取2028年度量產
日產利用與合作夥伴美國新興企業LiCAP Technologies的電極製造技術,實現了目標效能。成本目標定為每千瓦時75美元。如果續航距離長、充電快、且以低成本供貨,日產將成為EV領域的遊戲規則改變者…日產汽車在下一代純電動汽車(EV)上寄予厚望的全固態電池試製品已實現了相當於現有電池兩倍續航里程的性能。作為新一代電池的有力候選技術,這一成果標誌著日產向著2028年度實現實用化又邁進了一步。日本在全固態電池的研發領域中一直處於領先地位,但海外廠商也迅速追趕。能否率先確立量產化技術,將成為未來的關鍵考驗。日產汽車向媒體公開的全固態電池試制生產線(2024年,橫濱市)純電動車搭載的全固態電池由稱為「單元」的最小單位零件大量組合而成。在單元的試製品階段,達到了定為實用化目標的性能。與現有的鋰電池相比,全固態電池中儲存的單位體積容量增加至2倍,當搭載相同尺寸電池時,EV的續航距離可增加至2倍。由於全固態電池還能承受高功率充電,充電時間可縮短至三分之一。車載電池由電極和電解質等構成。電解質具有推動電極之間離子移動的作用,透過離子的移動來傳導電流和充電。全固態電池的電解質不使用傳統的液體,而是使用固體。能防止預想以外的副反應,承受高溫下的工作。所用材料的自由度提高,也更容易提高電池性能。日產利用與合作夥伴美國新興企業LiCAP Technologies的電極製造技術,實現了目標效能。日產在正極材料中採用了纖維狀的粘合劑。由於這種材料無需覆蓋影響性能的活性物質表面,因此可以更有效率地促進離子的移動。要使用這種纖維狀的粘合劑,必須使用一種稱為“干電極”的製造方法。該電極在生產過程中不需要使化合物乾燥的工序,具有容易控製成本的優點。 LiCAP Technologies還沒有大規模生產線的業績。要實現實用化,仍需攻克在短時間內生產出高品質電極的技術難題。日產從1月開始啟動試驗性生產線。目標是掌握量產技術,生產整體電池而非單元。成本目標定為每千瓦時75美元。如果實現,將比2024年電池組的全球平均價格低3成。如果續航距離長、充電快、且以低成本供貨,日產將成為EV領域的遊戲規則改變者。豐田汽車計畫在2027財年啟動全固態電池的量產。日本企業目前在這一領域的研發中處於領先地位。全固態電池被視為日本車企在中國掌握約7成份額的車載電池市場中實現逆襲的王牌技術,因此各大日本汽車製造商正加緊推進研發處理程序。 (日經中文網)
固態鋰電池,決戰2027!
全固態電池就要來了!最近,來自清華大學的一則科研新聞再次引發了鋰電池行業的不小震動。清華大學化工系張強教授團隊的一項研究成果近期線上發表於頂級期刊《自然》,該研究為開發實用化的高安全性、高能量密度固態鋰電池提供了新思路與技術支撐。面對固—固材料之間因剛性接觸導致的介面阻抗大,以及電解質在寬電壓窗口下難以同時相容高電壓正極與強還原性負極的極端化學環境等難題,該研究團隊成功開發出一種新型含氟聚醚電解質,構築出能量密度達604 Wh kg⁻¹的高安全聚合物電池,解開了鋰電池續航與安全不可兼得的難題。當前的鋰電行業的科研發展方向預期比較一致,就是高能量密度的固態電池。從上述最新科研新聞也不難看出,涉及材料和化工領域的很多問題並沒有在產業界得到充分的解決,很多最前沿的相關研發進展都還停留在高校科研單位的實驗室中,不過大的方向確實已經比較確定。也可以說,在鋰電和汽車行業,得固態電池者,將會“得天下”。從半固態到全固態的發展鏈固態電池最關鍵的是要解決鋰電池的能量密度問題,能將電動車的續航能力大幅提升。同時,固態電池在本質安全性、低溫電量衰減、電池循環壽命等全方位的性能上,都能取得優勢。可以說,全市場都在等固態電池對傳統鋰電池的大面積替代。然而,正如前文所述,當前固態電池的技術路線其實還沒有被確定。比如在電解質方面,行業內的頭部企業對聚合物、硫化物、氧化物以及鹵化物固態電解質路線還存在分歧。在正極材料端,日本的豐田和日產等都傾向採用高鎳三元正極,而中國的一些企業則將研發重點投入到鈷酸鋰、富鋰錳基、氧化物、硫化物正極材料。而在負極材料方面,石墨產品、矽碳產品、鋰碳復合負極材料等也都是當前正在測試和研發的主流材料,並不統一。但無論上述材料方面技術路線如何,比較確定的是固態電池發展路徑——就是行業將從量產半固態電池開始,最終走向全固態電池的普及。這裡面最重要的當然是技術成熟度問題和量產難度問題。半固態電池和當前的主流鋰電池技術標準更加接近,更容易研發和量產。而全固態電池則依然面臨短期難量產、高成本、產業鏈不完整、高介面阻抗等多重挑戰。相較之下,半固態電池的商業化處理程序相較於全固態的發展明顯更快,已經到了可商業化量產的階段。其中一個比較有影響力的商業化落地項目就是上汽集團官宣的“全球首個批次上車的”半固態電池。據其官網在今年8月份披露,半固態電池將最先在全新MG4批次上車,該車型版本將於今年內批次交付。據官網描述,這款半固態電池由上汽清陶研製,在低溫放電功率、低溫能量保持率等指標上全面領先,在安全性上也借助半固態電解質等底層材料的技術突破,通過了非常苛刻的測試。據東吳證券研報,上汽清陶的這款電池中的電解液含量已降至5%。電池系統能量密度可達400Wh/kg,支援12分鐘快速充電400公里,循環壽命較傳統電池提升超過30%。在-7℃的環境下,搭載該電池的車型續航達成率較傳統磷酸鐵鋰電池高出約13%,極寒放電功率提升超過20%。令我比較意外的是,這款新MG4的預售價格為7.38萬元-10.58萬元,假設搭載半固態電池的版本為最高配,那麼價格依然不算高階,看起來在成本控制方面,上汽也比較有底氣。這背後是清陶在干法工藝上取得了重要的進展。相較於濕法,干法通過摒棄溶劑,能夠大幅縮減工序、降低能耗和生產成本,是電池製造降本的理想路徑。比如,利用干法工藝能夠解決錳基正極在液態體系中的根本問題,釋放其低成本、高電壓的優勢。決戰2027年除了上汽集團以外,以寧德時代、比亞迪為首的中國動力電池行業巨頭都在積極佈局固態電池領域。隨著市場需求的持續增加和固態電池技術不斷進步與突破,預計全球固態電池出貨量在2025年和2030年將分別達到10GWh和614.1GWh,市場空間繼續擴大。全固態電池作為終極目標,是無法迴避的一項挑戰。國信證券預計2030年全球全固態電池的市場空間為1138億元。對於全固態電池的產業化落地來說,2027年將會是一個比較關鍵的年份。寧德時代此前已經明確將在2027年實現全固態電池小批次生產。比亞迪計畫於2027年前後啟動全固態電池的批次示範裝車應用。一汽全固態電池項目計畫在2027年實現小批次應用。此外,長安汽車、上汽集團和奇瑞汽車此前也表示,計畫在2027年左右實現全固態電池的量產或裝車驗證。動力電池行業內的重要“參賽者”億緯鋰能、國軒高科、欣旺達、孚能科技等也都在今年披露過各自的全固態電池的最新進展,各方都在“你追我趕”的處理程序中,只不過在技術路線不確定性、成本問題、產業化問題、諸多技術瓶頸等問題依然存在的當下,各家企業要想推出真正獲得市場認可的全固態鋰電池產品,依然任重道遠。另一方面,日本、韓國相關的企業也在固態電池領域大舉投入,取得了不少進展。中國企業的國際競爭壓力也不容小視。比如,日本出光興產與豐田聯合開發的全固態電池距離實用化已近在咫尺。據日媒報導,出光於1994年確立了作為固體電解質原料的硫化鋰的製造技術。經過持續不斷的研發,於2013年開始與豐田聯合開發全固態電池。豐田已決定在預定2027~2028年發佈的新款電動車上採用出光的固體電解質。其最新的研發進展表明,日本企業在固體電解質這一關鍵材料的研發上,尤其是離子導電性、耐水性和材料柔性等方面,走在比較前列的位置。而從豐田決定2027~2028年發佈採用全固態電池的新款電動車來看,國內主機廠錨定2027年這一“關鍵決戰年”的策略比較中肯。尾聲總結來說,儘管半固態技術有望率先批次落地,但被視為過渡方案的它仍無法完全滿足未來需求。即便當前還面臨諸多難題,全固態電池作為整個行業的重中之重,勢必在2027年左右迎來關鍵的商業化落地“決戰年”。另一方面,除了電動汽車和儲能裝置之外,在消費電子產品和機器人等前沿科技領域,固態電池的應用潛力也不應被忽視。 (財經早餐)