技术代际演进 - 中国科学院物理研究所李泓研究员提出原位固态化技术,通过热引发、光引发及电化学反应聚合实现电解质与正负极颗粒原子级结合,室温离子电导率达3mS/cm至5mS/cm,成本仅为硫化物电解质的1/20 [3] - 卫蓝新能源已量产1.0代(液态含量10-25%)和2.0代(液态含量5-10%)产品,配套车型续航突破1000公里,3.0代准固态电池(液态含量<5%)预计2026年装车,硅碳负极克容量达2300mAh/g,预锂化工艺良率突破92% [3] - 南方科技大学许晓雄教授团队开发聚合物-硫化物复合电解质膜,能量密度450Wh/kg下实现1000次循环容量保持率85%,-30℃低温放电效率78%,热失控最高温度从2000℃降至1200℃ [4] 标准体系构建 - 中国汽车工程学会发布《全固态电池判定方法》CSAE标准,核心指标为120℃真空环境加热6小时失重率≤1%,覆盖硫化物、氧化物、聚合物三大技术路线 [5] - 中科院青岛生物能源所崔光磊团队开发硫化物-卤化物复合电解质,空气稳定性提升3倍,80℃高湿环境下离子电导率衰减率<5%,与高镍正极(Ni90)复合后界面阻抗从150Ω·cm²降至32Ω·cm² [5] - 国家动力电池创新中心20Ah级硫化物全固态电芯通过针刺测试,热失控温度达300℃(较液态电池提升66%),电解质膜量产成本从2023年268万元/吨降至68万元/吨,2025年底有望突破30万元/吨 [5] 产业化工艺突破 - 重庆长安汽车采用3D打印技术提升硫化物电解质分布均匀性40%,离子传导路径缩短35%,干法电极工艺结合冷冻干燥技术使极片体积能量密度突破1200Wh/L [6] - 国轩高科0.2GWh硫化物全固态电池产线80%设备沿用液态电池产线,新增露点控制(-70℃)和等静压系统,电芯厚度误差±5μm,非金属绑带预紧系统使软包电池成组效率提升至88% [7] - 贝特瑞新材料氧化物电解质出货量达5吨/月,LATP涂覆隔膜-10℃低温内阻降低10%,硫化锂干法合成工艺成本降至1000元/公斤以内(较湿法降低60%),正极极片电解质添加量可降至8% [7] 量产规划与挑战 - 欣旺达计划2026年推出第一代全固态电池(能量密度400Wh/kg),2027年第二代产品(500Wh/kg),自修复聚合物电解质设计使循环寿命提升至2000次以上,360Wh/kg固态电池已完成无人机装机测试 [8] - 比亚迪80Ah级硫化物电芯能量密度达400Wh/kg,AI高通量筛选技术使Li6PS5Cl基材料离子电导率从10mS/cm提升至25mS/cm,但量产良率需从65%提升至90%以上 [8] - 国联汽车动力电池研究院多物理场耦合仿真平台将电芯设计周期从12个月缩短至4个月,建立涵盖2000余种电解质材料的数据库,应用于国轩高科、欣旺达等中试产线 [9] 行业发展趋势 - 2025-2026年为工艺验证期,重点突破电解质量产和设备兼容问题,2027-2028年进入规模商用期,首批全固态电池配套高端电动车和特种装备,2030年前能量密度突破500Wh/kg,成本降至液态电池1.5倍以内 [9]
中国正以“材料创新+工艺革新+标准引领”参与全球固态电池竞赛
中国汽车报网·2025-06-13 11:02