固态电池技术进展与性能参数 - 欣旺达发布固态电池“欣·碧霄”,能量密度达400Wh/kg,工作温区为-30℃至60℃,循环寿命为1200周 [1] - 欣旺达计划在2023年底建成0.2GWh聚合物固态电芯中试线,并已开发出520Wh/kg能量密度的锂金属超级电池实验室样品 [1] - 奇瑞展示自研“犀牛S”全固态电池模组,电芯能量密度达600Wh/kg,装车预计续航1200-1300公里,计划于2027年量产 [1] 行业量产时间表与挑战 - 宁德时代预计固态电池2027年才能小规模量产,2030年才可能规模化,目前行业技术成熟度最高水平仅为4分(满分9分) [2] - 欣旺达高管认为全固态电池产业化最乐观预计在2030年以后可能小批量生产,较日美企业宣称的2027年更为保守 [2] - 奇瑞将固态电池计划从“2026年上车、2027年量产”调整为“2027年首批装车验证” [2] 核心技术难题:电解质与界面 - 固态电池电解质离子传导性天然弱于液体电解质,且固固界面阻抗大,导致离子传输通道不稳定 [2][3] - 电池充放电过程中负极产生“呼吸效应”,造成膨胀收缩,使负极与固态电解质接触失效 [3] - 固态电池正极材料普遍采用九系高镍(镍钴锰比例为9:0:1),高镍三元电池技术可部分复用至固态电池 [3] 电解质技术路线分析 - 固态电解质有聚合物、氧化物、硫化物等6条技术路线,聚合物电导率差需60-80℃工作温度,氧化物稳定性高但机械性能脆,硫化物离子传导性接近电解液但对空气敏感遇水产生硫化氢 [4] - 硫化物电解质制造工艺复杂,需高度自动化、高耐腐蚀性、高气密性设备,良率和一致性难保障 [4] - 氧化物电解质与电极界面接触更好,虽离子传导性较差但各企业未完全放弃该路线 [4] 负极材料与工艺挑战 - 固态电池普遍采用硅碳负极以提高能量密度,但硅材料易膨胀导致循环寿命短 [5] - 从液态电池到全固态电池产线改动幅度大,半固态电池产线有3%-5%改变,全固态电池产线设备改动至少60% [6] - 固态电解质涂布是核心工艺难点,需涂薄膜且高温化成工序需要新设备,无隔膜需用涂布方法替代 [6] 成本与商业化障碍 - 全固态电池当前成本是液态电池的5-10倍,高成本难被车企和用户消化 [7] - 液态电池成本已占整车成本超30%,固态电池超高成本难以在短期内跑通商业逻辑 [7] 行业炒作动因分析 - 二三线电池厂商期望通过固态电池技术路线变革实现换道超车,改变现有行业格局 [8] - 车企希望电池行业重塑以增强与头部电池厂商博弈的主动权 [8] - 近期新能源车起火案例引发用户对液态电池安全性的担忧,提升对高安全性、高能量密度电池的期待 [8]
固态电池为何迟迟无法上车