【行业】突破全固态电池技术瓶颈,国内电池企业加速布局产业化
近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心黄学杰研究员团队联合华中科技大学张恒教授团队、中国科学院宁波材料技术与工程研究所姚霞银研究员团队,在全固态金属锂电池领域取得重大突破。他们开发的"阴离子调控技术"成功解决了全固态电池实用化的最大瓶颈,使电极与电解质界面接触不再依赖外部加压设备,为这一下一代储能技术的产业化铺平了道路。
这项突破性成果于10月7日发表在《自然·可持续发展》和《先进材料》杂志上,引起了全球能源存储领域的广泛关注。研究团队在硫化物电解质中引入碘离子,这些碘离子在电池工作时会移动至电极界面,形成富碘界面。这层界面能够主动吸引锂离子,像"自我修复"一样自动填充电极与电解质之间的所有缝隙和孔洞,确保两者始终保持紧密贴合。
"该研究解决了制约全固态电池商业化的关键瓶颈问题,为实现其实用化迈出了决定性一步。"美国马里兰大学教授、固态电池专家王春生高度评价道。经测试,基于该技术制备的原型电池在经历数百次循环充放电后,性能依然稳定,远超现有同类电池水平。
全固态金属锂电池被誉为下一代储能技术的"圣杯",其能量密度是传统锂电池的2倍以上,充电10分钟可行驶500公里以上,且完全避免了传统锂电池的起火风险。此前,该技术一直受制于固态电解质与金属锂电极之间难以保持紧密接触的难题,传统做法需要依靠笨重的外部设备持续施压,导致电池体积大、重量重,难以投入实际应用。
国内电池企业加速推进产业化进程
随着技术瓶颈的突破,国内电池企业正加速推进固态电池产业化进程:
清华大学张强团队研发的含氟聚醚电解质,能量密度高达604Wh/kg,超越现有液态电池两倍,且通过针刺和120℃高温安全测试,满电状态无燃烧爆炸风险。该成果已发表于《自然》期刊。
在产业化方面,半固态电池已率先落地应用。智己L6、奇瑞星纪元ES已搭载半固态电池上市,其中智己L6实现准900V超快充。全固态电池也取得突破性进展,国轩高科全固态中试线良率达90%,亿纬锂能首批10Ah电芯已下线,上汽集团规划于2026年实现全固态量产。
在材料与技术布局上,宁德时代溧阳基地仅用9个月完成液态转半固态产线改造,中国固态电池专利年增速达34%,超日本2.5倍。赣锋锂业作为国内唯一实现氧化物半固态电池量产装车的企业,其技术路线已进入实际应用阶段。天赐材料成为全球最大的硫化物电解质前驱体供应商,上海洗霸则成为全球唯一实现LLZO氧化物电解质量产(吨级)的企业,供货比亚迪。
行业合作也在加速推进。9月30日,中伟股份与厦钨新能签署战略合作协议,围绕固态/半固态锂电材料、富锂锰基等展开合作,未来三年预计合作量达11.5万吨/年。卫蓝新能源近期完成D+轮融资,引入北京市绿色能源和低碳产业投资基金等战投,加速全固态锂电池核心技术研发与产业化布局。
"当前固态电池正逐步从实验室阶段向量产验证阶段发展,预计2025年底小批量装车试验,2026-2027年普遍装车试验。"业内专家表示,随着技术瓶颈的突破和产业化进程的加速,全固态电池有望在人形机器人、电动航空、电动汽车等领域带来更安全高效的能源解决方案。
随着中国在固态电池核心技术与专利布局上的领先优势逐渐显现,全球动力电池竞争格局或将迎来重大变化。中国已从固态电池技术的"跟随者"转变为"规则制定者",为全球能源存储领域带来革命性变化。