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聚合物基固态电池
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聚合物基固态电池:产业化破局的现实路径
起点锂电· 2026-01-07 18:26
固态电池产业化现状与挑战 - 中国科技部与工信部联合设立了总规模达60亿元的固态电池专项基金以加速技术攻关 [2] - 原定于2025年9月至10月提交的60Ah大容量电芯样品已推迟至11月,且测试结果难言理想 [2] - 固态电池的安全性测试已成为当前最难跨越的门槛 [2] - 实际测试中,某些固态电池的安全性甚至逊于当前高端液态锂电池 [3] - 固态电池仍需维持10-20MPa的高压才能保证固-固界面接触,此高压系统难以集成于乘用车 [4] - 与采用相同正极体系的液态锂电池相比,固态电池能量密度仅提升14%-25%,但成本却高出2倍以上 [5] 产业化评价体系的重构 - 固态电池技术评价体系需从实验室的电化学性能参数,拓展至规模化生产可行性、供应链成熟度及全生命周期成本等多维系统性标准 [8] - 产业化必须实现技术指标与经济性的动态平衡,权衡材料体系对供应链韧性的影响,以及生产工艺复杂性与规模效应的关系 [9] - 产业化需满足量产制造一致性(如6σ质量控制)、通过严格的安全认证(如UL 9540A),并实现单线产能≥1GWh的设计目标 [10] 聚合物电解质关键性能的突破 - 通过聚合物化学与材料设计的创新,多种先进聚合物体系的室温离子电导率已突破10⁻³S·cm⁻¹量级,达到实用化要求 [12] - 通过设计聚合物主链结构及利用聚合后残留单体形成稳定CEI膜,先进聚合物体系的电化学稳定窗口已超过5V [13] - 通过引入热交联聚合物或制备聚合物-陶瓷复合电解质,聚合物电解质的热稳定性得到显著强化,克服了传统材料约100°C热降解的问题 [16] 聚合物基固态电池的产业化核心优势 - 聚合物电解质凭借其黏弹性和延展性,能与电极形成紧密接触并动态适应体积变化,无需依赖外部高压,界面阻抗比无机固态电解质体系低1-2个数量级 [17] - 聚合物电解质与现有锂离子电池卷对卷生产工艺高度兼容,设备改造成本约为其他固态电池路线的十分之一 [19] - 聚合物体系的原材料超过90%可与现有大型化工产业链共享,无需依赖锗、镧等供应稀缺或具有地缘政治风险的战略金属 [22] - 聚合物电解质体系与现有液态电池产线高度适配,可沿用85%以上传统液态电池生产设备 [24] 无机固体电解质的产业化挑战 - 氧化物与硫化物等无机固体电解质的制造需全面重构生产流程,极度依赖专用设备及严苛的无水无氧环境 [26] - 实现稳定界面常需等静压等低通量、间歇式工艺,与现有自动化产线不兼容,硫化物电解质的生产成本约为聚合物体系的50倍 [26] - 无机电解质涉及从稀有原材料开采到组件制造的全新供应链建设,周期漫长(5-8年),难以匹配行业快速迭代节奏 [27] - 硫化物电解质热稳定性差,高温下易自燃,且遇水分解产生剧毒H₂S气体;氧化物电解质本征脆性易产生裂纹,诱发锂枝晶导致短路 [28] - 氧化物/硫化物基固态电池面临极高的固-固界面阻抗、专用设备适配性不足、原材料成本高、热失控风险突出及供应链配套不完善等系统性瓶颈 [33] 商业化路径与前景对比 - 聚合物体系采取渐进式改良路径,能顺利对接现有产业生态和供应链,实现平滑升级 [34] - 无机体系需从基础设施到供应链的全链条颠覆性重构,其专用产线建设投资高达1–2亿美元/GWh,是聚合物路线的10–15倍 [38] - 无机体系的供应链整合周期约5–8年,远超车企3–5年的产品迭代周期,且硫化物电解质的环境安全审批可能额外延长产品认证时间12–18个月 [35] - 聚合物基固态电池凭借工艺兼容性、界面自适应能力、成熟低成本供应链及综合成本优势,有望在2026年率先实现规模化商业应用 [37] - 当前技术格局下,聚合物体系正沿着“改良—替代—超越”的渐进式路径快速发展,而无机体系受困于全链条系统性瓶颈 [37]
固态动力电池技术成果在江苏盐城发布 将加速迈向产业化
中国金融信息网· 2025-12-22 16:39
固态动力电池技术成果发布 - 江苏九星能源科技有限公司在江苏盐城正式发布固态动力电池技术成果,其51Ah车规级固态电池系列产品已通过中汽研实验室检测认证,标志着该技术完成了从中试孵化到产业化生产的关键一跃 [1] - 发布的聚合物基固态电池由固态离子能源科技(武汉)有限公司创始人兼首席科学家郭新团队历时多年研发,采用高安全性固体电解质材料,能有效降低电池热失控风险 [3] - 该技术通过对原有液态电池产线进行适应性改造升级而成,具备宽温域工作能力,能量密度显著提升,且通过材料与工艺创新兼容现有产业基础,有效控制了成本,推动了技术快速转化与产品落地 [3] 技术优势与行业地位 - 固态电池因其更高的安全性和能量密度潜力,被视为下一代动力电池的重要研究方向 [3] - 中国化学与物理电源行业协会副理事长梁锐认为,该聚合物基固态电池成果工艺兼容性极强,成本控制出色,综合性能突出 [4] - 该系列项目填补了国产高安全固态电池动力应用的产业化空白,使中国固态电池技术在全球赛道占据独特竞争优势,其率先实现中试量产与订单交付具有标志性意义 [4] - 固态离子能源研发部经理许非凡表示,该技术在国内处于行业领先地位 [3] 商业化应用与产业生态 - 固态电池能广泛应用于新能源汽车、两轮电动车、无人机、机器人及消费电子等多个领域 [3] - 公司正以消费电子等市场为切入点,加速商业化进程 [3] - 江苏九星能源与广东龙集动力、佛山市金银河智能装备、深圳市中基自动化等产业链伙伴签署合作协议,构建起“研发—生产—应用”的协同生态 [3] 区域产业基础与支持 - 盐城是长三角地区首个新能源发电装机容量突破2000万千瓦的城市,在盐城经济技术开发区及周边集聚了从关键材料、电池制造到新能源汽车应用的相对完整产业链,形成特色鲜明的产业集群 [4] - 江苏九星能源是固态离子能源科技(武汉)有限公司在盐城设立的全资子公司,其落户基于当地日益雄厚的新能源产业基础 [4] - 依托盐城的新能源汽车及配套优势,固态电池项目将进一步补强和完善该市动力电池产业链,为产业升级提供新的动力支撑 [4]
中石化、沙特阿美,投了一位科学家
DT新材料· 2025-09-06 00:04
中科深蓝汇泽战略投资与技术进展 - 沙特阿美旗下Aramco Ventures战略投资固态电池企业中科深蓝汇泽 此前中石化资本已投资[2] - 公司主打聚合物基固态电池 第二代产品能量密度达310–340Wh/kg 支持3C快充和6C高倍率放电 循环寿命超1000次[2] - 第三代产品2023年能量密度达450Wh/kg 2025年达550Wh/kg 第四代2027年达650Wh/kg 2030年提升至700Wh/kg[2] - 产品已应用于马里亚纳海沟全海深探测装备 实现连续供电26天世界纪录 完成兆瓦级深海储能基站示范项目[2] - 常州首条聚合物基全固态电池产线正推进设备调试 预计2025年正式投产[2] 聚合物基固态电池技术优势 - 相比硫化物固态电池具有更好可量产性 可沿用约80%锂电池生产设备[3] - 材料成本低廉 不含贵金属 聚合物材料柔软性解决固-固界面接触易失效问题[3] 科学家创业与技术转化趋势 - 掌握核心技术科学家受资本热捧 一级投资向中早期延伸 从关注生态营销转向关注技术[4] - 典型案例包括武德珍与先诺新材 陈立泉与卫蓝新能源/中科海钠 南策文与清陶能源 江南与宁波晶钻 陈昶乐与中科科乐 陈国强与微构工场 裴坚与博雅聚力[4] - 科学家创业成功案例较少 实验室到市场需求鸿沟及研发到管理转变是主要挑战 长周期领域需耐得住寂寞[5] - 成功案例包括孙祥祯12年创业后南大光电科创板上市 张发饶25年坚守后能之光北交所上市[5] - 技术合作模式更普遍 案例包括四川茵地乐与中科院成都有机所合作 天奈科技与清华大学魏飞团队单壁碳管技术合作 大连融科储能与大连化物所李先锋团队液流电池技术转化[6] 碳材料在电池技术中的应用 - 锂电池负极材料包含石墨 硅碳 天然石墨 石油焦 针状焦 沥青焦 硅烷和多孔碳[11] - 锂电导电剂使用炭黑 碳纳米管 石墨烯[11] - 钠电池负极使用硬碳/软碳 材料来自石油焦 针状焦 沥青焦 煤炭 生物质碳源[11] - 氢燃料电池气体扩散层使用短切碳纤维 导电炭黑 催化剂载体使用活性炭[11] - 超级电容器使用电容炭 材料来自生物质碳源 煤炭 石油焦 沥青 酚醛树脂 聚丙烯睛[11] 碳材料制备设备与产业活动 - 碳材料制备设备包含粉碎机 混合设备 造粒设备 反应炉 超高温炉 石墨化炉 纺丝设备 碳化炉等[12] - 第九届国际碳材料大会将于2025年12月9-11日举办 包含碳纤维高端装备 新能源碳材料 金刚石年会 电池大会等专题论坛[13] - 大会活动涵盖新品发布 科技成果展示 培育钻石看货会 用户端巡馆 供需对接 应用产品展示[13]
聚合物基固态电池的技术突破与产业化优势何在?
起点锂电· 2025-08-22 18:08
聚合物基固态电池技术优势 - 室温离子电导率突破10⁻³S cm⁻¹关键门槛 [4][5] - 电化学稳定窗口拓展至5V 满足高电压正极需求 [6] - 热分解温度提升至200°C以上 兼具阻燃性与机械强度 [7] 制造与供应链优势 - 设备改造成本仅为其他固态电池工艺的十分之一 [9] - 界面阻抗增长率较无机体系低1-2个数量级 支持无压力充放电 [10] - 90%以上原材料与现有化工产业链共享 无需战略金属元素 [11] 无机体系面临挑战 - 硫化物需惰性气氛(Ar纯度>99.999%) 氧化物需>1000℃高温烧结 [13] - 硫化物接触水分释放H2S 氧化物存在锂枝晶风险 [13] - 无机体系加工能耗较锂离子电池高5-8倍 [13] 商业化路径对比 - 无机体系产线建设投资达1–2亿美元/GWh 是聚合物路线的10–15倍 [15] - 无机供应链整合需5–8年 远超车企3–5年技术迭代周期 [16] - 硫化物环境审批可能延长产品认证时间12–18个月 [17] 产业化前景 - 聚合物体系沿"改良—替代—超越"路径发展 2026年有望率先规模化应用 [19] - 无机体系需突破从材料创新到产业基础设施的全链条系统性瓶颈 [19]
再投10亿元!韩国押注固态电池
鑫椤锂电· 2025-05-26 15:58
韩国政府支持聚合物基固态电池技术发展 - 韩国贸易、工业和能源部宣布全面支持聚合物基固态电池技术研发 目标应用于小型电池领域 [2] - 政府计划到2028年在下一代电池研发领域投资1800亿韩元(约1.3亿美元) [2] - 选定AMOGREENTECH、忠南国立大学和韩国光子技术研究所等机构主导该项目 [3] 项目具体规划 - 项目周期为2024-2028年 总投资358亿韩元(政府资助250亿韩元 私营部门捐款108亿韩元) [3] - 研发重点是为紧凑型IT设备和可穿戴设备开发固态电池 [3] - 聚合物基固态电池需满足轻量化设计、高能量密度和增强安全性的严格要求 [3] 技术应用前景 - 目标应用场景包括智能手表、VR耳机、无线耳塞和智能戒指等可穿戴设备 [3] - 技术成功开发将推动更安全、更轻便的可穿戴设备普及 解决频繁充电和火灾隐患问题 [3] - 该项目是继氧化物和硫化物基固态电池研发项目后的又一重要举措 [3] 其他固态电池研发进展 - 正在开发基于氧化物的固态电池 用于集成到印刷电路板中 [3] - 氧化物基固态电池定位为电子设备的低功耗、高安全性辅助电源 [3]
投资1824亿韩元!韩国布局三大固态电池技术
DT新材料· 2025-05-23 22:49
韩国聚合物基固态电池项目 - 韩国贸易、工业和能源部启动聚合物基固态电池技术研发项目,聚焦小型IT和可穿戴设备市场,开发轻量化、高能量密度、高安全性的固态电池 [1] - 项目参与方包括Amo Greentech公司、忠南国立大学和韩国光子技术研究所,目标市场为智能手表、VR耳机、无线耳机和智能戒指等设备 [1] - 项目周期为2025-2028年,总投资358亿韩元,其中政府投入250亿韩元,私营部门投资108亿韩元 [2] 韩国固态电池技术矩阵 - 韩国同步推进三个固态电池项目,总投资1824亿韩元(约9.54亿人民币),形成聚合物基、氧化物基和硫化物基技术路线矩阵 [4] - 超小型层压陶瓷固态电池项目(氧化物)投资294亿韩元(政府212亿韩元),目标开发PCB基板安装的低功耗高安全性电池 [3] - 高性能下一代二次电池项目(硫化物)投资1172亿韩元,开发适用于中大型应用的硫化物基固态电池,并探索锂金属和锂硫电池技术 [3] 技术应用方向 - 聚合物基项目专注于可穿戴设备的柔性化需求,氧化物基项目服务于电子设备微型化,硫化物基项目瞄准电动汽车和储能系统中大型应用 [2][3][4] - 技术开发目标包括消除火灾隐患、提升充电便捷性、推动设备轻量化,加速可穿戴设备时代到来 [2] - 多技术路线并行策略旨在实现小型设备和中大型应用的全覆盖,推动全球电池技术进步 [4]
每日速递 | 天赐材料4万吨LiFSI扩产项目获批
高工锂电· 2025-05-23 18:24
行业会议预告 - 2025高工钠电产业峰会将于6月9日在苏州香格里拉大酒店举行 主办单位为高工钠电和高工产业研究院 总冠名为众钠能源 [1][2] - 2025高工固态电池技术与应用峰会将于6月10日在同一地点举行 主办单位为高工锂电、高工储能和高工产业研究院 总冠名为利元亨 [3] 电池行业动态 - 宁德时代在襄阳成立新能源科技公司 注册资本500万人民币 经营范围包括新兴能源技术研发、新能源汽车换电设施销售等 由时代骐骥绿能科技全资持股 [5] - 极氪能源与壳牌合作 接入666座壳牌充电站和超1.2万个充电终端 覆盖上海、南京、苏州等核心城市 极氪能源第三方充电终端规模突破129万台 实现中国大陆地级市全覆盖 [6] - 欣界能源与天铁科技签署战略合作协议 在固态电池锂金属负极材料领域合作 欣界能源首条≥450Wh/kg固态2GWh量产线投产后 天铁科技将年供应不低于100吨锂金属材料 期限不少于5年 [7] 材料行业动态 - 天赐材料4万吨LiFSI扩产项目获批 将在现有604车间新增设备 形成年产4万吨双氟磺酰亚胺锂的生产规模 [8][9] - 美国硅基负极企业GDI筹集1150万美元扩大产能 其硅基负极能量密度比传统石墨高30% 已与一家电动汽车制造商签署联合开发协议 [9] - 韩国将推动聚合物基固态电池研发 投资358亿韩元 项目周期至2028年 针对小型IT和可穿戴设备市场 [10][11]