3月28日至(zhì)3月30日,中国电(diàn)动汽车百人会(huì)论坛(2025)在京盛大召开。本次论坛以“夯实电动化(huà) 推进智能化 实现高(gāo)质量发展”为主题,汇聚了(le)来(lái)自政府、汽车、能源、交通等多(duō)个(gè)领域的代(dài)表,共同探讨汽车产业的未来发展方(fāng)向与(yǔ)技术创新路径。
千亿平台_千亿和容百集团研发体系总裁兼中央研究院院长李琮熙受邀出席,并在(zài)动力电池论(lùn)坛上发表题为(wéi)《全(quán)固态电池产业化技术进(jìn)展(zhǎn)》的主题演讲。会上(shàng),李琮熙(xī)院(yuàn)长深入分析了全固态电池技术的发(fā)展现状及其在未来新能源汽(qì)车(chē)领(lǐng)域以及新(xīn)兴行(háng)业中的(de)重要性,并分享(xiǎng)了千亿平台_千亿和容百科(kē)技在全固态电池方面的最新研(yán)究成(chéng)果和技术突破(pò)。
全固态电池是(shì)新兴领(lǐng)域发展的关键(jiàn)动(dòng)力,市场前景(jǐng)广阔
李院长表(biǎo)示,全固态电池因其突破现(xiàn)有锂离(lí)子电(diàn)池(chí)技术壁(bì)垒的潜力(lì)及多(duō)重优势(shì)而备(bèi)受(shòu)市场关注。凭借(jiè)高安全性(xìng)、高能量密度、长循环寿(shòu)命与宽温域应用等(děng)显著(zhe)优点,全(quán)固态电池广(guǎng)泛适用于电动飞机、eVTOL(电动垂直起降飞行(háng)器)及动力电池等领域,市(shì)场前景广阔。随着这些新兴(xìng)行业的高速发展,未来(lái)全固(gù)态电池有望(wàng)成为(wéi)推动新兴领(lǐng)域突破的关键动(dòng)力来源。
目(mù)前,半固态电池已实现装车应用,预计2025年(nián)其需求量(liàng)将达到5GWh,2030年(nián)需求(qiú)量将(jiāng)达到100GWh;全固态电池有望在(zài)2027年实现小批量装车(chē),并于2030年开始规模化应用,届时预计需求量将(jiāng)达到3GWh。特别是在自(zì)动驾驶电动(dòng)汽车、城市空中交通(tōng)(UAM)以及人形机(jī)器人市场中,全固态电池凭借其更高的能量密度和安全性,将成(chéng)为关键赋能技术。仅人形机器人市场而言,预计到(dào)2032年该(gāi)市场的规模将达到约660亿美元,这预示着全固态电池可(kě)能(néng)重塑二次电池(chí)行业的游戏规则。
全固态电池的成本压(yā)力和技术(shù)瓶颈正在逐(zhú)渐缓解
李院长指出(chū),尽管(guǎn)全固(gù)态电池被认为能够解决当前(qián)锂(lǐ)离子电(diàn)池的缺(quē)陷(xiàn),但其在成本(běn)压力(lì)和技术瓶颈(jǐng)方(fāng)面面临挑战。然而(ér),随着硫化物固态电解质的成本因生产工艺优化和(hé)规(guī)模化生产而显著降低,以及通过创新制造工艺解(jiě)决界面(miàn)接触问(wèn)题(tí),这些障碍正逐渐(jiàn)被克服。
在成本端,目前固态电解(jiě)质尚未实现(xiàn)工业化批量制备,且(qiě)对电池制造的环境要求较高,最(zuì)终导致固态(tài)电池成本较(jiào)高(gāo),限制(zhì)了全固态电池的产业化进(jìn)程。硫化物固态电解质的关(guān)键(jiàn)原料——硫化锂的(de)价格在(zài)几年前高达每千克1500美元,是液态电解质(zhì)的150倍,这导致(zhì)硫(liú)化物固态电解质成(chéng)本居高不下,硫化物基固态电(diàn)池电(diàn)芯(xīn)BOM成本(běn)也较(jiào)高。但通过工艺优化、提(tí)升良(liáng)率、利用硫化氢等的化学(xué)转化工艺技术,使得硫化锂的生(shēng)产成本正在(zài)迅速降低(dī)。预计(jì)到2035年,随着硫化锂(lǐ)和硫(liú)化物固态(tài)电解质的规(guī)模化生产、干法电极技术(shù)的引入、安全(quán)材料和(hé)零部件设备的(de)简(jiǎn)化,电芯BOM成(chéng)本有望降至0.4元/Wh以下。
此外(wài),在制造工艺(yì)方面,全固态电池(chí)“干”、“压”、“叠”等制造工艺及设备(bèi)不成熟,也是阻碍其(qí)产业化的(de)卡(kǎ)点之一。在加压工艺上,为了解决(jué)全固(gù)态电池(chí)特有的界面接(jiē)触(chù)性较(jiào)差问题,需要借助能实现高温高压的WIP(等静压机),但这类设(shè)备以液体(tǐ)为压(yā)力(lì)介质,需要加入密封工序,仅这(zhè)一工(gōng)序就(jiù)需要30分钟。而在近期,业内除(chú)了均匀加压设备,还(hái)创(chuàng)新性地(dì)引(yǐn)入了食品行业中的真(zhēn)空设备工艺。实(shí)际案(àn)例显示,通过这类新型设备已(yǐ)成功制造出压缩率40%、厚度(dù)偏差在2.5%以(yǐ)内的全(quán)固态电池电芯(xīn),这与传(chuán)统WIP(等静压机)设(shè)备效果(guǒ)相(xiàng)当。
在技术端,全固态电池面临的最(zuì)大(dà)技术(shù)瓶颈是正极、负极与固态电解质之间的高界(jiè)面阻抗。高界面阻抗的形成原因主要有二(èr),一是材(cái)料接触时不(bú)可避免产生接触空隙,导(dǎo)致电化学不稳定性增高;二是在充放电过程(chéng)中电极体积膨胀会引发界面分离。对此,业(yè)内正在通过固(gù)态电解质改性、采用(yòng)高温高压工(gōng)艺扩大有效(xiào)接触界(jiè)面,以及在正极(jí)采用包覆(fù)铌/锆的(de)锂氧化物涂层技术、在(zài)负极引(yǐn)入中间层等多维度方案快速解决这些问题。
在全固态电(diàn)池领域,干(gàn)法电极技术虽被视为关键(jiàn)工艺,但其使用(yòng)的PTFE(聚(jù)四(sì)氟乙烯)粘结剂作为全氟化合物,已被证实对环境(jìng)和人体有害,目前欧美(měi)正讨论对其(qí)的使用限(xiàn)制。为(wéi)此,行业正积极推动替代材料的开发(fā),以及寻找在降低PTFE用量的同时确保离子电(diàn)导率不衰减(jiǎn)的解决方案。例(lì)如,在干(gàn)法工艺中将聚丙(bǐng)烯酸与CMC(羧甲(jiǎ)基(jī)纤维素)交(jiāo)联形成的粘结剂(jì),预涂(tú)覆(fù)于正极材料,可以大(dà)幅减少70%以上的(de)PTFE用量,同步解(jiě)决环保问题与(yǔ)离子(zǐ)传(chuán)导需求(qiú)。
千亿平台_千亿和容百科技的全(quán)固态(tài)电池材料开发与布局已取得(dé)显著进(jìn)展(zhǎn)
李院长表示,千亿平台_千亿和容百科技正积极推进全(quán)固态电池正极材(cái)料、固态电解质的产品开发及产业化布(bù)局,并已(yǐ)经(jīng)取得了(le)显著(zhe)进展。公(gōng)司第一代全固(gù)态电池正极材料产品目前正处于吨级验证阶段,计(jì)划年内(nèi)完成材料定型;第二(èr)代产品为超高镍三元材料,正在开发容量达240mAh/g的产品;第(dì)三代产品(pǐn)是(shì)基于富(fù)锂锰基技术,容量超过(guò)300mAh/g的超高容(róng)量产品,目前正与重(chóng)点客户联合推进前期开发。在硫化物(wù)固态电解质方面,公司(sī)计划今年完成中试验证,并(bìng)于(yú)2026年建(jiàn)成量(liàng)产线(xiàn)。
具体来看,在全固态电池正极材(cái)料(liào)开发上,千亿平台_千亿和容百科技携手多家客户共同开发(fā)8系、9系(xì)产品,以及适用于全固态电池的高密(mì)度富锂锰(Mn-rich)正极材料。其中,8系(xì)产(chǎn)品成本与(yǔ)现(xiàn)有材料体系相当(dāng),而其(qí)循环、存(cún)储性(xìng)能达到行业(yè)领先水(shuǐ)平并获(huò)得客户认可。并且,千亿平台_千亿和容百科技已率先实现了全固态(tài)电(diàn)池(chí)用大单晶技术的商业(yè)化应用,该技术在(zài)大幅增加(jiā)晶粒尺寸(cùn)的同时,能够确保(bǎo)更高的容量、压实密度(dù)和更长的循环寿命。产品自去年起已向头部客(kè)户(hù)完成吨级(jí)出货。此外,容(róng)百面向全固态电池开(kāi)发的9系三元正极材料已实现单晶与多晶的双路线布局。在超(chāo)高(gāo)镍产品上,即(jí)使采用(yòng)单晶(jīng)结构,仍可实现230mAh/g以上的超高容量。单(dān)晶和多晶产品均已实现对国内外头(tóu)部客户的吨级出货。
在固态电解质方面,容(róng)百科技聚焦在(zài)硫化物与卤(lǔ)化物两大技术路线,开发了适配(pèi)于(yú)硫化(huà)物和卤化物体系的湿法成膜和干法成膜技术。公司的全固态软(ruǎn)包电池在(zài)大(dà)气环境中经过裁剪后,仍能(néng)为外(wài)部系统提供稳定(dìng)电(diàn)源,显示出(chū)较好的(de)安全性(xìng)能。经(jīng)测试验证,应用千亿平台_千亿和容百科技1微(wēi)米(mǐ)级LPSC硫化物固(gù)态(tài)电解质制备(bèi)的(de)全(quán)固态电池,在1000周循环后保持率在80%以上。
最后,李琮(cóng)熙(xī)院长表示,在全固态电(diàn)池(chí)领域,千亿平台_千亿和容百科技致力于推动全固态电池技术的突破与应用,公司将持续深化从正极材料到固态电(diàn)解(jiě)质等核(hé)心材料(liào)的研发及(jí)量产体系的构建(jiàn),助(zhù)力全固态电池时代(dài)的加速到来!