全固态电池技术概述 - 全固态电池被视为破解电动汽车“里程焦虑”的“种子选手”[1] - 国内首条大容量全固态电池产线已建成 目前处于小批量测试生产阶段 计划在2027年至2030年逐步实现批量生产[1] 与锂离子电池的技术差异 - 全固态电池最大不同是使用固态电解质替代液态有机电解液 并对正负极材料进行优化[2] - 采用硫化物电解质、氧化物电解质和聚合物电解质三条主要技术路线[2] - 利用固态电解质膜替代多孔聚合物隔膜和有机电解液 锂离子通过固态电解质中的特殊离子通道输运[2] - 不会发生液态有机电解液的漏液、腐蚀和燃烧问题 并允许使用更高容量的正负极材料[2] 对电动汽车续航能力的提升 - 全固态电池因使用更高理论比容量的正负极材料 可直接带来电池能量密度的大幅提升[3] - 安全性优势使其在系统集成时可减少传统安全结构 整体结构更紧凑[3] - 在相同电池包尺寸和质量下可储存更多电能 理论上可使电动汽车续航超过1000公里[3] 大规模应用面临的挑战 - 全固态电池研发尚处于初期阶段 其核心材料固态电解质与现有锂离子电池制造工艺有较大区别[4] - 高性能固态电解质等核心材料的原料和工艺成本较高 制备过程对空气敏感 需要特殊设备和严格环境控制[4] - 正负极活性物质与固态电解质之间形成固-固界面 充放电过程中活性物质的体积变化对界面稳定性带来极大挑战[5] - 采用硅碳负极会出现较大体积膨胀 产生界面阻抗 在实验条件下需要很高压力才能实现电池正常工作[5] - 实现大规模应用需要在材料、设备等多领域实现协同创新突破 产业链发展成熟仍需时日[4][5]