固態電池產業化全面提速
編輯：轉自：中國汽車報
發布時間：2024-09-20
近日，在2024世界動力電池大會上，多家企業紛紛攜固態電池產品亮相。在同期舉行的宜賓市固態電池創新產業園啟動儀式暨歐陽明高院士工作站成果發布會上，四川新能源汽車創新中心有限公司總經理助理、固態電池與新材料中心主任朱高龍表示，歐陽明高院士工作站預計2027年全固態電池產品下線，2030年固態電池全面放量投產，產值將超1000億元。
這是我國固態電池產業化全面提速的一個縮影。今年以來，新能源汽車行業不斷傳來（半）固態電池的消息，眾多企業宣布了相關技術、合作和產業化的進展。隨著技術不斷成熟和成本逐步降低，固態電池有望投入應用環節，推動新能源汽車行業進入一個全新發展階段。
中信證券的研報稱，2024年以來，我國出現半固態電池量產車型上市、半固態電池裝車滲透率達1％等邊際變化，產業化信號已至。消費者對于長續駛里程車型形成10萬～15萬元的溢價預期，將有助于固態電池滲透。據測算，2030年，全球固態電池出貨量或將達到643GWh，2024～2030年復合年均增長率將達133％。我國半固態及全固態電池發展具備技術路線低風險、“小步快跑”節奏好、產業化條件充沛等優勢，有望在新能源汽車推廣的“下半場”迎來新一波市場高潮。寧德時代在2023年4月發布凝聚態電池。據了解，這是一種介于液態和全固態之間的電池技術，單體能量密度高達500Wh/kg，能夠實現高比能與高安全兼得，并可快速實現量產。今年4月，寧德時代首席科學家吳凱在一次技術研討會上稱，如果用技術和制造成熟度作為評價體系（以1～9打分），寧德時代的全固態電池研發目前處于4分的水平，目標是到2027年達到7～8分的水平，屆時將可以小批量生產全固態電池。
目前，全固態電池的技術路線主要包括聚合物、氧化物、硫化物3大類。其中，硫化物也是寧德時代目前投入研發較多的技術路線。億緯鋰能的半固態電池為固液混合半固態體系，目前已完成部分產品開發。基于50Ah軟包電池的半固態電池，可實現330Wh/Kg的能量密度，循環壽命超過2000次。億緯鋰能的全固態電池研發，采用硫化物和鹵化物復合固態電解質技術路線，計劃實施兩步走戰略：預計在2026年實現生產工藝的突破，推出高功率、高環境耐受性及絕對安全的全固態電池，主要用于混合動力汽車領域；2028年，進一步推出具有400Wh/kg高比能量的全固態電池。8月26日，欣旺達在投資者互動平臺表示，公司第1代半固態電池已完成開發，第2代半固態電池電芯樣品開始中試試驗，第3代聚合物復合全固態電池通過實驗室驗證，預計2025年完成產品開發。此外，欣旺達還在研發使用鋰金屬負極的第4代全固態電池，目標是將能量密度提升至700Wh/kg。另據獲悉，欣旺達第2代全固態實驗室樣品已達到500Wh/kg的能量密度目標。今年7月，欣旺達與松山湖材料實驗室簽訂合作協議，共同建設固態電池公共研發平臺。根據計劃，欣旺達要在2026年具備全固態電池的量產能力，屆時產線設計建設將同步加速推進，預計產能將達到1GWh，電芯容量可提升至60Ah，成本控制在2元／Wh以下。有媒體報道稱，比亞迪旗下弗迪電池或選用高鎳三元（單晶）＋硅基負極（低膨脹）＋硫化物電解質（復合鹵化物）的固態電池技術路線。電池電芯容量可達60Ah以上，質量比能量密度400Wh/kg，體積比能量密度800Wh/L。弗迪電池有可能在2027年實現固態電池的小批量生產，并將首先配裝比亞迪高端車型。
今年5月，國軒高科發布全固態“金石”電池。國軒高科方面表示，公司通過微納化固體電解質、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔硅負極，實現全固態電池材料端的技術突破。目前，其30Ah全固態電芯可實現350Wh/kg的質量能量密度，800Wh/L的體積能量密度，性能比主流的三元鋰電池高40％，電芯體系循環次數可達3000次以上。基于金石電池設計的PACK，擁有80％的質量成組率，280Wh/kg的系統能量密度，單次充電可續駛1000公里。
據悉，國軒高科全固態電池研發選擇的是硫化物電解質路線，計劃于2027年進行小批量上車試驗，待產業鏈進一步完善后，預計在2030年量產。2022年，孚能科技第1代軟包半固態電池裝車；第2代半固態電池已處于送樣階段，預計2025年投產。目前，孚能科技的半固態電池實現了超過5000次的循環壽命，總行駛里程超過160萬公里。去年，孚能科技第1代半固態電池成功配裝嵐圖追光。該公司計劃加深與東風汽車等客戶的合作，并擴大產品的應用范圍。此外，孚能科技還在今年3月與一汽解放簽署合作框架協議，其半固態電池將首次應用于一汽解放商用車上。贛鋒鋰業表示，旗下子公司贛鋒鋰電生產的半固態電池已于2022年配裝東風E70，在多地投入示范運營。2023年5月，贛鋒鋰業披露，公司第一代（半）固態電池已開始量產，第二代（半）固態電池安全性能完全達到車規級要求，研發樣品電池的循環性能達到車企要求。
據悉，贛鋒鋰電固態電池研發主攻氧化物、硫化物技術路線，并已實現千噸級的氧化物固態電解質量產能力，被部分日韓電池廠商購入。8月28日，中創新航推出“無界”全固態電池，其能量密度達430Wh/kg，容量超過50Ah，同時在電池運行壓力、壽命、功率方面均取得重要突破。“無界”全固態電池計劃于2027年小批量裝車，2028年量產。中創新航全固態電池研發采用多種材料復合的電解質技術路線。根據中創新航的規劃，能量密度在400Wh/kg以上的動力電池將采用全固態技術，而低于此數值的仍將采用傳統的液態電池或固液混合電池技術。7月4日，蜂巢能源發布能量密度266Wh/kg的三元半固態電池產品。這款電池容量為150Ah，能量密度為266Wh/kg，具備2.2C快速充電能力和1800次的循環壽命。與液態高鎳電池相比，其在熱失控情況下的耐熱時間增加1倍，失控后的最高溫度降低200℃。在固態電池領域，蜂巢能源開發了多元素摻雜材料包覆改性、干法自支撐膜電極等技術，成功試制全固態電芯，2022年推出國內首款20Ah級硫系全固態原型電芯。8月28日，鵬輝能源發布第1代固態電池，技術路線為氧化物復合電解質。鵬輝能源介紹稱，公司自研的高離子電導率、高穩定性、低成本氧化物復合固態電解質，實現了固態電池在工藝和材料的雙向突破，解決了氧化物固態電解質的工藝技術難題。鵬輝能源第1代固態電池能量密度為280Wh/kg，2025年能量密度將達300Wh/kg以上。公司預計2025年啟動產品中試研發并小規模生產，2026年正式建立產線并批量生產。近年來，清陶能源與上汽、北汽、廣汽等多家主流車企建立合作關系。其中，清陶能源與上汽的合作格外深入，上汽陸續通過基金方式參與投資，并成為第一大投資人。2023年8月，清陶能源與上汽集團成立合資公司。清陶能源采用分階段策略推進固態電池技術，第1代產品采用氧化物加聚合物，第2代產品則整合了氧化物、鹵化物和聚合物。為了達成2025年生產線貫通、2026年電池量產、2027年裝車量產上市的目標，上汽集團與清陶能源共同組成全固態電池產業創新聯合體，協同攻關。近日，一汽集團研發總院電池開發部部長孫煥麗表示，團隊已完成20Ah級核心材料電芯開發，目標是2027年實現固態電池小批量示范運行。目前，其固態電池硫化物電解質電導率達到10mS/cm，電芯能量密度為375Wh/kg，容量22Ah，同時擁有全固態電池研制和試驗評測平臺。
7月29日，上汽集團宣布，首條全固態電池生產線建成貫通倒計時500天正式啟動。上汽全固態電池基于聚合物-無機物復合電解質技術路線。上汽清陶首條全固態電池產線已經立項，計劃2025年底完工，1期產能規劃0.5GWh，第1階段產品能量密度可達400Wh/kg以上，第2階段將突破500Wh/kg。
據悉，上汽集團將通過三步走的戰略來發展固態電池：第1階段，產品液含量10％，為目前已應用于智己L6的光年電池（半固態），能量密度超過300Wh/kg，續駛里程超過1000公里；第2階段，產品液含量5％，預計明年開始規模搭載，涉及智己及其他上汽純電／混動車型；第3階段，產品液含量降低到0，即全固態電池，能量密度超過400Wh/kg，計劃2026年量產。資料顯示，長安汽車深耕半固態、固態電池的全新電解質材料開發、關鍵工藝開發，基于整車需求，正向開發領先的固態電池，從2025年將開始逐步量產應用，重量能量密度達到350～500Wh/kg、體積能量密度達到750～1000Wh/L，2030年實現全面普及應用。
自2020年起，長安深藍一直在積極推進半固態電池的研發。目前，該項目已進入工程化研發階段，新產品預計2025年應用于整車。今年3月，深藍汽車首席執行官鄧承浩表示，通過與固態電池頭部企業聯合研發，深藍汽車成功研發出全球首款無隔膜固態電池技術。在2024世界動力電池大會上，東風汽車展示了新一代固態電池。該固態電池系統搭載高比能固態電芯，系統能量密度高達285Wh/kg，采用CTP構型，提升了電池包空間利用率并降低了綜合材料成本。據介紹，東風汽車已相繼掌握電解質、隔膜、原位固化等核心技術，形成240Wh/kg、350Wh/kg固態電池產品，具備高能量密度的同時兼具極高的安全特性，并于2022年1月完成50輛（半）固態電池汽車全球首發，當前已在6省10地運營里程超過150萬公里。今年4月，廣汽集團表示，目前公司初步打通了全固態電池全流程制造工藝，已取得車規級高安全大容量全固態動力電池量產的關鍵技術突破，預計于2026年裝車搭載于昊鉑車型。廣汽全固態動力電池采用了高面容量固態正極技術與第3代海綿硅負極片技術（新型納米硅復合負極），全固態正極可達到5mAh/cm2以上的高面容量，進而實現400Wh/kg以上的能量密度。相較于目前最先進的液態鋰離子電池，其體積能量密度和質量能量密度提升50％以上，使整車續駛里程可超過1000公里。今年6月，北汽藍谷在投資者互動平臺上表示，公司重視新技術的應用，始終跟蹤固態電池前沿動態，持續與科研院所、相關企業保持溝通交流，開展固態電池搭載驗證試驗，積極推進固態電池產業化應用。
吉利汽車首席執行官淦家閱在近日舉行的公司年中經營大會上表示，吉利自研的全固態電池已達到400Wh/kg的能量密度，電芯制備已完成20Ah。
衛藍新能源是中科院物理所清潔能源實驗室固態電池技術的惟一產業化平臺，擁有江蘇溧陽、浙江湖州、北京房山和山東淄博4大生產基地，其中湖州基地已于2022年全面投產并成功交付產品，溧陽基地也已投產。衛藍新能源重點開發混合固液和全固態電池，提出了原位固態化的解決方案，通過注液保持良好的電解質與電極材料的物理接觸，再通過化學或電化學反應將液體電解質部分或全部轉換為固體電解質，解決高電壓、安全性、鋰枝晶、體積膨脹等問題。
2023年6月，衛藍新能源向蔚來汽車正式交付半固態電池。此外，吉利汽車和小米集團等投資了衛藍新能源。今年4月，領新新能源宣布，其固態聚合物電池生產線已實現量產，1期產能為0.5GWh。領新新能源首席運營官李魁宏表示，公司采用的原位固化技術在業界首次被量產應用，是目前惟一一家實現固態聚合物電池量產的企業。
據悉，高能時代是一家研發制造全固態鋰電池的創新型高科技企業。高能時代全固態鋰電池采取硫化物技術路線，目前已完成20Ah級全固態電芯A樣開發。
南都電源自2017年開展固態電池的研制工作，目前產品已通過熱箱、短路等安全項測試，各項指標順利完成，將于今年四季度完成項目驗收。公司曾在答投資者提問中披露離子電導率達10<sup>-3</sup>S/cm，環境穩定性好，固態電池的能量密度達350Wh/kg。
今年5月，東馳能源舉辦固態電池產品下線儀式。東馳能源專注于聚合物固態鋰電池的研發與生產，2023年投資1.5億元建成0.5GWh固態電池中試線，用于產品技術研發和迭代升級。同時，東馳能源與溫州冠盛汽車零部件集團股份有限公司成立浙江冠盛東馳合資公司，投資20億元啟動建設年產4GWh半固態儲能電池生產基地。
近日，長安汽車入股太藍新能源的消息見諸報端。據報道，太藍新能源重慶電池生產基地二期工廠施工完成，將于今年四季度投產。2024年4月，太藍新能源發布世界上首款單體容量達120Ah、實測能量密度高達720Wh/kg的超高能量密度全固態鋰金屬電池。近日，合源鋰創公布完成億元級Pre-A輪融資。2023年，合源鋰創推出具有高安全、高能量密度特征的第1代350Wh/kg固態電池產品，并通過國標檢測和電池針刺試驗。在此基礎上，合源鋰創進一步發力，推進能量密度600Wh/Kg的固態電池研發進程。
8月23日，恩力動力宣布，與美國一家知名商用車制造企業簽署定點信，計劃于2025年年底開始供應固態電池，助力其在商業運輸領域加速電動化進程。據介紹，恩力動力2019年建成第1條固態電池試驗線和材料線，2021年成功研發出能量密度高達520Wh/kg的鋰金屬固態電池，2023年面向小動力市場，推出多款能量密度達到300～350Wh/kg的半固態電芯產品，并實現大規模量產。恩力動力利用小動力產品量產優勢所開發出的車規級半固態電池，已通過國際車企的測試、驗證。吉利子公司耀寧新能源在南潯建立的固態研究院，實現了從固態電解質燒結到全固態電池小試的完整研發流程，專注于氧化物和硫化物兩大主流技術路線的深入研究。2023年，耀寧新能源發布S＋研發戰略，聚焦于固態電解質制備、原位凝膠技術以及固態電解質材料創新3大核心領域，致力于構建完善的固態電池技術體系。
屹鋰科技正全力加速推動全固態鋰電池的產業化進程，其硫化物固態電解質已為寧德時代、中創新航、歐陽明高院士工作站、上海泰坦及頭部整車廠等多家重要客戶供貨。未來5年內，公司規劃建設全固態鋰電池量產基地，預計總投資67億元，建成達產時可實現產能26GWh；計劃于2026年實現全固態鋰電池量產裝車，并于2027年在乘用車領域形成規模化應用。注：企業梳理或有疏漏，以自身實際發展情況為準，排列不分先后，信息來自公開資料
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