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2025年05月15日 - 17日
深圳国际会展中心

全固态电池的创新与挑战:探寻未来能源之路

访问量: 274  2024-07-01
本文聚焦全固态电池的研发进展,包括重庆太蓝新能源、上汽智己汽车、中国有研国家动力电池创新中心、宜宾欧阳明高院士工作站、宁德时代、广汽埃安等在相关领域的成果。同时提到中国或将投入约 60 亿元鼓励六家企业研发。全固态电池具诸多优势但面临固态电解质离子电导率低、固-固界面问题及材料成本高等挑战,需产学研联合突破,以推动其发展并为新能源汽车产业提供动力支持。

在能源领域的不断探索与创新中,全固态电池的研发进展引人注目,正逐渐成为下一代动力电池技术的焦点。


重庆太蓝新能源的成就令人瞩目,其成功研发并制造出全球首款符合车规标准的全固态锂金属电池,单体容量高达 120Ah,能量密度达到惊人的 720Wh/Kg,这一突破不仅刷新了体积型锂电池在单体容量和能量密度方面的纪录,更为全固态电池在电动汽车等领域的广泛应用奠定了坚实基础。

上汽集团旗下智己汽车推出的“超快充固态电池 1.0”及“准 900V 超快充固态电池”,命名为“光年”,无疑为电动汽车的充电效率和续航能力带来了新的提升可能。这种超快充技术的应用,将极大地缓解消费者对于电动汽车充电时间长和续航里程焦虑的问题,进一步推动电动汽车的普及和发展。

中国有研国家动力电池创新中心在正负极制备工艺方面的不断完善和工程化技术的新突破,为全固态电池的性能提升提供了有力支持。通过理论计算和实验验证优化电极粒度级配,引入新型电子导电材料构建三维导电网络结构,使得正极面容量提升到 5mAh/cm2,电极活性物质占比达到 85%。在硅基固态负极方面,通过优化制备工艺实现卷对卷工程技术制备,负极面容量达到 6.0mAh/cm2,并成功应用于高比能全固态电池中,解决了关键技术难点,完成了高比能全固态电池的设计验证。

宜宾三江新区的欧阳明高院士工作站(四川新能源汽车创新中心)在硫化物电解质关键材料研发方面取得了重要进展。纳米级硫化物电解质的研发即将进入量产阶段,目前正规划建立年产百吨级的中试线,并预计于年底动工。若中试线运行顺利,在 2026 年前有望进一步扩展至千吨级量产线。这将为全固态电池的大规模生产提供关键的电解质材料保障。

宁德时代作为动力电池领域的领军企业,计划在 2027 年开始小规模量产全固态电池。目前其全固态电池研发处于 4 分的水平(以 1 - 9 打分),并设定了到 2027 年达到 7 - 8 分水平的目标。这显示了宁德时代对于全固态电池技术的坚定投入和对未来市场的前瞻性布局。

广汽埃安的全固态电池采用了第三代海绵硅负极片技术和高面容量固态正极技术,能量密度可达 400Wh/kg 以上,整车续航里程超过 1000km。预计于 2026 年实现装车搭载,率先应用于昊铂车型中,并在未来逐步普及埃安车型。这一技术的应用将显著提升广汽埃安电动汽车的市场竞争力。

此外,据中国日报记者多方独家信源获悉,中国或将投入约 60 亿元用于全固态电池研发,鼓励包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利共六家企业对全固态电池相关技术开展研发。这一举措充分体现了国家对于全固态电池技术研发的重视和支持,有望加速我国在全固态电池领域的技术突破和产业发展。

全固态电池具有众多显著的优势,如高安全性、高能量密度、高功率、宽温度适应性以及材料选择范围更广等特性,因此被业界视为下一代最具潜力的动力电池技术。然而,目前其发展仍面临一些严峻的挑战。固态电解质的离子电导率偏低是一个关键问题,这直接影响了电池的充放电性能和功率输出。固 - 固界面的接触性和稳定性差,容易导致电池内阻增加、循环寿命缩短等问题。此外,部分用于全固态电池的材料成本高昂,也限制了其大规模商业化应用。

面对这些挑战,产学研联合起来共同突破关键技术显得尤为重要。学术界应加强基础研究,深入探索固态电解质的离子传导机制、固 - 固界面的物理化学性质等,为技术创新提供理论支持。企业则应加大研发投入,优化生产工艺,提高生产效率,降低生产成本。同时,政府应制定相关政策,引导资金和人才向全固态电池领域倾斜,加强知识产权保护,营造良好的创新环境。

总之,全固态电池的研发虽然取得了显著的进展,但仍有许多难题需要攻克。只有通过各方的共同努力,充分发挥产学研的协同创新优势,才能推动全固态电池技术的不断发展和成熟,为新能源汽车产业的可持续发展提供强大的动力支持。

未来,随着技术的不断进步和成本的降低,全固态电池有望成为主流的动力电池技术,引领电动汽车行业进入一个全新的发展阶段,为实现全球能源转型和可持续发展目标做出重要贡献。
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