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(圖片來(lái)源:攝圖網(wǎng))
3月18日,長(zhǎng)城汽車董事長(zhǎng)魏建軍發(fā)布視頻,對(duì)近期市場(chǎng)熱炒的長(zhǎng)城固態(tài)電池歐洲認(rèn)證及準(zhǔn)入消息予以澄清。他表示,這個(gè)消息并不準(zhǔn)確。長(zhǎng)城的固態(tài)電池處于技術(shù)開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證階段,當(dāng)前重點(diǎn)是進(jìn)行材料及體系的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證,他預(yù)測(cè)固態(tài)電池具備商業(yè)價(jià)值上車至少也需要五年。同時(shí),他也指出,固態(tài)電池是一項(xiàng)新技術(shù),希望大家理性看待它的發(fā)展。
魏建軍用了一個(gè)形象的比喻解釋技術(shù)難度:傳統(tǒng)動(dòng)力電池的鋰離子傳導(dǎo)如同"人在水里游泳",而固態(tài)電池要讓離子在固態(tài)物質(zhì)中移動(dòng),必須找到特殊的固態(tài)電解質(zhì)。這看似簡(jiǎn)單的介質(zhì)轉(zhuǎn)換,實(shí)則涉及材料科學(xué)、電化學(xué)、制造工藝等多維度的系統(tǒng)性重構(gòu)。
魏建軍指出,目前行業(yè)內(nèi)主要有硫化物、氧化物、聚合物三種技術(shù)路線。以主流的硫化物為例,它遇水會(huì)釋放劇毒的硫化氫,在空氣中極不穩(wěn)定,制備需要全程無(wú)水環(huán)境,生產(chǎn)成本極高,且安全問(wèn)題還沒(méi)有突破。除此之外,固態(tài)電池還存在固固界面阻抗、壽命、高壓運(yùn)行等許多核心問(wèn)題有待攻關(guān)。
不過(guò),魏建軍也強(qiáng)調(diào),固態(tài)電池相比液態(tài)電池理論上具有更高的能量密度和安全性,是行業(yè)公認(rèn)的下一代動(dòng)力電池技術(shù)。長(zhǎng)城汽車在固態(tài)電池領(lǐng)域以硫化物路線為主,在材料、工藝設(shè)備方面堅(jiān)持自研與合作并行。2023年長(zhǎng)城已經(jīng)具備公斤級(jí)硫化物固態(tài)電解質(zhì)制備的能力,也是行業(yè)首批成為20Ah固態(tài)電池樣品開(kāi)發(fā)的企業(yè),未來(lái)會(huì)持續(xù)努力深耕這一技術(shù)。
固態(tài)電池被業(yè)界譽(yù)為"下一代動(dòng)力電池技術(shù)"。與傳統(tǒng)鋰電池相比,全固態(tài)電池最突出的優(yōu)點(diǎn)是安全性。它從根本上消除了漏液、燃燒和爆炸風(fēng)險(xiǎn),液態(tài)鋰電池在穿刺、過(guò)充或高溫下易發(fā)生熱失控,而固態(tài)電池的熱穩(wěn)定性顯著提高,這為電動(dòng)汽車大規(guī)模普及提供了關(guān)鍵前提。此外,固態(tài)電解質(zhì)允許使用鋰金屬負(fù)極,且離子電導(dǎo)率更高,支持10-15分鐘快充,大幅提升使用便利性。其理論能量密度可達(dá)400-500Wh/kg,有望實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航1000公里以上,徹底解決里程焦慮問(wèn)題。
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固態(tài)電池生產(chǎn)流程較為復(fù)雜且路徑較多
我國(guó)固態(tài)電池生產(chǎn)流程較為復(fù)雜且路徑較多,主要是通過(guò)對(duì)固態(tài)電池原材料進(jìn)行混合、溶解等方式獲得所需薄膜,再結(jié)合電極組件通過(guò)沉積固態(tài)電極、薄膜沉積以及致密化處理從而獲得固態(tài)電池。
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中國(guó)固態(tài)電池核心構(gòu)成部分為負(fù)極材料、正極材料與電解質(zhì),最難解決的技術(shù)瓶頸為固 - 固界面問(wèn)題。其中電解質(zhì)又可分為有機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì),這兩類電解質(zhì)各有優(yōu)缺點(diǎn),組合構(gòu)成復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)可增強(qiáng)電導(dǎo)率、提高界面穩(wěn)定性。
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技術(shù)路線選擇:硫化物與氧化物為主流
我國(guó)企業(yè)在固態(tài)電池的研究上主要以硫化物電解質(zhì)技術(shù)和氧化物電解質(zhì)技術(shù)兩種路線為主,聚合物電解質(zhì)技術(shù)路線的企業(yè)非常少。其中,硫化物電解質(zhì)技術(shù)路線的企業(yè)代表有寧德時(shí)代。氧化物電解質(zhì)技術(shù)路線的代表企業(yè)主要有贛鋒鋰業(yè)、清陶發(fā)展、輝能科技等。
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多家固態(tài)電池企業(yè)宣布量產(chǎn)計(jì)劃
中國(guó)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化建設(shè)已取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展,多家固態(tài)電池企業(yè)宣布了其量產(chǎn)計(jì)劃。例如,比亞迪將在2027年左右啟動(dòng)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。上汽計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn),能量密度將超過(guò)400Wh/kg。長(zhǎng)城汽車通過(guò)蜂巢能源協(xié)同推進(jìn),2025年底完成10Ah級(jí)400Wh/kg全固態(tài)電芯開(kāi)發(fā),2026年實(shí)現(xiàn)第一代半固態(tài)電池量產(chǎn),2028年推出第三代450Wh/kg半固態(tài)電池,同年啟動(dòng)70Ah以上、500Wh/kg純固態(tài)電池開(kāi)發(fā)。
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中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高透露,中國(guó)的全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)從2024年開(kāi)始發(fā)力,2025年我國(guó)的全固態(tài)電池新公開(kāi)專利已占全球44%,超過(guò)日本實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)跑。同時(shí),硫化物固態(tài)電解質(zhì)的成本也在急劇下降,這些都為我國(guó)的全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。
不過(guò),歐陽(yáng)明高也強(qiáng)調(diào),全固態(tài)電池是革命性技術(shù),門(mén)檻極高,從關(guān)鍵材料、界面到電芯,仍面臨一系列科學(xué)難題。他給出了全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的明確時(shí)間表:預(yù)計(jì)三到五年內(nèi),可實(shí)現(xiàn)300—350瓦時(shí)/公斤的全固態(tài)電池裝車驗(yàn)證。但他特別表示,裝車驗(yàn)證與規(guī)模化量產(chǎn)是兩碼事,呼吁行業(yè)慎重推進(jìn)。
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