廣汽全固態(tài)電池性能再突破，中科院制備工藝迎新進(jìn)展，固態(tài)電池力爭2026落地

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）半個(gè)月前，智己汽車的超快充固態(tài)電池消息引起了行業(yè)廣泛關(guān)注。智己汽車打出的“行業(yè)首個(gè)準(zhǔn)900V超快充固態(tài)電池”宣傳標(biāo)語也引來不少質(zhì)疑，被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是“在玩文字游戲”。這一“行業(yè)首個(gè)準(zhǔn)900V超快充固態(tài)電池”最終也的確被證實(shí)為大眾認(rèn)知里的半固態(tài)電池。

固態(tài)電池作為解決新能源動(dòng)力電池瓶頸的重要技術(shù)手段，全球相關(guān)研究機(jī)構(gòu)以及企業(yè)都在加大力度投入到固態(tài)電池的研發(fā)中。但由于材料和制造成本、使用壽命等問題，發(fā)展多年也讓人憧憬多年的固態(tài)電池目前仍未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的量產(chǎn)。

全固態(tài)電池確實(shí)是新能源汽車最理想的解決方案，不過此前有報(bào)道的多數(shù)車企、研究機(jī)構(gòu)對固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)的時(shí)間判斷在2030年左右，小規(guī)模量產(chǎn)的時(shí)間最早也是2025年。而今年，國內(nèi)新能源汽車市場似乎已提前開卷固態(tài)電池賽道。

繼智己汽車推出“行業(yè)首個(gè)準(zhǔn)900V超快充固態(tài)電池”后，廣汽埃安旗下昊鉑品牌在4月9日宣布，昊鉑“100%固態(tài)電解質(zhì)”的全固態(tài)電池會(huì)在4月12日發(fā)布，從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)應(yīng)用。

昊鉑全固態(tài)電池亮相前夕，中科院取得固態(tài)電池大突破

就在昊鉑“100%固態(tài)電解質(zhì)”的全固態(tài)電池發(fā)布前夕，4月11日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所官方公眾號(hào)正式公布，該研究所先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組在硫化物電解質(zhì)研究取得新進(jìn)展。

目前固態(tài)電池的技術(shù)路線，主流的有聚合物、氧化物、硫化物三種。硫化物是其中這三種電解質(zhì)材料中導(dǎo)電率最高的，具有可媲美液態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率，硫化物電解質(zhì)的高能量密度能讓電池能量密度更高，大幅延長電池的使用時(shí)間。

在適宜的電化學(xué)窗口，該電解質(zhì)高溫下不氧化、低溫下不凝固優(yōu)勢明顯。同時(shí)硫化物電解質(zhì)的硬度適中，物理接觸性能良好，機(jī)械性能出色，不少企業(yè)都選擇了該技術(shù)路線，如寧德時(shí)代、高能時(shí)代、豐田、三星、松下、LG化學(xué)等等。

但是硫化物固態(tài)電池制備復(fù)雜，硫化物全固態(tài)電池疊層工藝是固態(tài)電池行業(yè)的痛點(diǎn)及瓶頸。而此次中科院青島能源研究所的突破，正是解決了硫化物全固態(tài)電池疊層工藝的行業(yè)痛點(diǎn)及瓶頸問題，打通了硫化物全固態(tài)電池的大型車載電池制作工藝的最后一道難關(guān)，在硫化物軟包電池疊片技術(shù)上取得關(guān)鍵性突破。

該研究組一直始終致力于硫化物全固態(tài)電池制備工藝及規(guī)?；a(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，此前就針對硫化物電解質(zhì)性能、電池倍率和壽命等幾大關(guān)鍵問題取得過重要技術(shù)突破。此次他們制備的硫化物多層疊片軟包電池測試循環(huán)300次，容量幾乎沒有出現(xiàn)衰減。

據(jù)悉，目前已建成公斤級硫化物電解質(zhì)批量制備中試線一條，能夠?qū)崿F(xiàn)公斤級穩(wěn)定制備，研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行20Ah硫化物全固態(tài)電池成型生產(chǎn)線落地籌備工作。

中科院青島能源所表示將與產(chǎn)業(yè)鏈上下通力合作，加速技術(shù)的研發(fā)和驗(yàn)證過程，力爭在2026年率先實(shí)現(xiàn)硫化物全固態(tài)電池批量化生產(chǎn)。

作為本就難度更高的固態(tài)電池技術(shù)路線，硫化物固態(tài)電池在制備上比氧化物、聚合物更復(fù)雜，此次的突破無疑將大大加快國產(chǎn)硫化物固態(tài)/半固態(tài)電池的落地進(jìn)程，加速國內(nèi)新能源汽車市場更快進(jìn)入固態(tài)電池時(shí)代。

100%固態(tài)電解質(zhì)，全固態(tài)電池2026上車

目光回到昊鉑，去年廣汽集團(tuán)新聞發(fā)布會(huì)上，廣汽埃安已經(jīng)提到過將于2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)搭載，昊鉑品牌將率先采用。

今年2月，昊鉑公布了固態(tài)電池研發(fā)的最新進(jìn)展，當(dāng)時(shí)公布的數(shù)據(jù)是，該固態(tài)電池的能量密度已經(jīng)超過了350Wh/kg，150周循環(huán)電池容量能夠保持在90%以上，有著與相同重量傳統(tǒng)電池相比電量是其3倍的優(yōu)勢。

短短幾個(gè)月，100%固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池又有何進(jìn)展，真的要來了嗎？4月12日，采用了100%固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池終于在廣汽科技日發(fā)布會(huì)中亮相，廣汽官宣已完成研發(fā)大尺寸、多層堆疊30Ah大容量全固態(tài)電池，距離車規(guī)級全固態(tài)電池更進(jìn)一步，目標(biāo)在2026年完成全部開發(fā)，并表示將率先用于昊鉑車型。

廣州埃安電池研發(fā)部負(fù)責(zé)人李進(jìn)在發(fā)布會(huì)上表示，“目前市場上搭載的固態(tài)電池多是半固態(tài)電池，仍然需要加入傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，與當(dāng)前常規(guī)液態(tài)鋰離子電池并無本質(zhì)的差異。廣汽集團(tuán)迎難而上，領(lǐng)先布局全固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)。目前，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池在能量密度、安全性和制造技術(shù)上的階段性突破”。

憑借第三代海綿硅負(fù)極技術(shù)和高面容量固態(tài)正極技術(shù)，廣汽全固態(tài)電池能量密度達(dá)到了大于400Wh/kg，大于910Wh/L，較當(dāng)前量產(chǎn)的液態(tài)離子電池體積能量密度提升52%以上，質(zhì)量能量密度提升50%以上，可輕松實(shí)現(xiàn)超1000公里續(xù)航。

可以看到，較之前公布的固態(tài)電池參數(shù)，廣汽此次發(fā)布的固態(tài)電池在性能上又有明顯的提升，并且據(jù)悉該電池已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)應(yīng)用研究階段了。

在性能方面，通過活性納米非晶硅、高強(qiáng)度3D支撐基體以及快離子導(dǎo)體包覆層，該固態(tài)電池負(fù)極可逆容量達(dá)到了1500mAh/g，是現(xiàn)有石墨負(fù)極的4倍，較常規(guī)的硅負(fù)極材料膨脹率下降了30%，循環(huán)穩(wěn)定性提升135%。

高面容量固態(tài)正極技術(shù)則做到了正極材料、極片設(shè)計(jì)以及制造工藝的三重突破，實(shí)現(xiàn)了5mAh每平方厘米的高面容量，并解決了干法正極高效制備的難題，實(shí)現(xiàn)了250微米的超厚全固態(tài)正極片的無溶劑制備。

憑借在超薄固態(tài)電解質(zhì)成膜工藝、固態(tài)電解質(zhì)膜片與極片組裝工藝、原位界面融合工藝等創(chuàng)新制造技術(shù)工藝上的突破，李進(jìn)表示，“相比傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池，未來大規(guī)模量產(chǎn)狀態(tài)下，設(shè)備投資可減少15%，廠房面積降低40%，綜合制造成本有望降低35%以上”。

雖然到量產(chǎn)搭載還需要等待一段時(shí)間，但是這次全固態(tài)電池的發(fā)布讓大家看到了在不斷地突破下，固態(tài)電池技術(shù)正逐步走向成熟期。今年應(yīng)該還會(huì)有更多企業(yè)公布相關(guān)技術(shù)突破。

寫在最后

今年國內(nèi)新能源汽車固態(tài)電池賽道，大有你方唱罷我登場的意思，固態(tài)電池距離商業(yè)化還有數(shù)年時(shí)間，但是肉眼可見賽道上的競爭已經(jīng)越來越激烈。

雖然目前公布這些固態(tài)/半固態(tài)電池離最理想電池方案還有距離，還沒有發(fā)展到終結(jié)電動(dòng)汽車和燃油車競爭的程度，但我們也的確看到向固態(tài)電池發(fā)展推進(jìn)了新能源汽車向更高能量密度、更安全的方向進(jìn)步。固態(tài)電池時(shí)代，屆時(shí)電動(dòng)汽車的安全性和續(xù)航里程將跨上新的臺(tái)階，這一未來已經(jīng)不遠(yuǎn)了。