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固态电池 中国已落后 还能否重塑全球能源格局?(图)

新闻来源: 中国化工信息周刊 于2025-03-05 13:08:50  提示:新闻观点不代表本网立场

在朝气蓬勃的新能源浪潮涌动下,固态电池逐渐成为储能主流,预测将成为拍死液态电池的那个后浪。固态电池属于革了液态电池技术命的新技术,不仅能解决传统液态电池的安全性问题,还大大的提升了电池的能量密度。为新能源汽车、低空飞行器、人形机器人等新兴领域带来前所未有的技术革命。

今天,我们一起讨论下固态电池的发展现状,及其未来的发展趋势。



一、国内半固态电池现状

性能指标如何呢?

能量密度:已经量产的半固态电池,平均能量密度为330-380Wh/kg。

宁德时代的凝聚态电池的实验样品,其能量密度达到430-450Wh/kg,比液态电池高50%。

辉能科技的半固态电池2024年已经量产,其能量密度也达到了360Wh/kg。

工作温度:半固态电池的工作温度范围,一般至少为-20度至80度。比亚迪的半固态电池,其工作温度在实验室测试时,192度仍能保持安全状态。

循环寿命:在室温条件下,半固态电池的循环寿命可达1500-2000次。

卫蓝新能源的半固态电池已经量产,并完成装车测试,在实际应用中的安全可靠性。

安全性:半固态电池的安全性测试,完全能满足车规级要求。

宁德时代的软包电芯,在200度下的测试已经通过,证明其在极端条件下的安全性非常可靠。

量产的进展如何呢?

2025年第二季度,上汽名爵计划推出配备半固态电池的车型。

2026年,广汽埃安计划推出的车型,使用100%全固态电解质,续航可突破1000公里。

蔚来汽车的ET7车型,已经搭载了150kWh半固态电池,续航里程也突破了1000km。

二、全固态电池研发进展

国内技术进展

电芯容量:比亚迪的60Ah全固态电池,能量密度达到了400Wh/kg。

一汽全固态电池,电芯容量更是达到了66Ah。



技术路线:国内和日韩主要采用的是硫化物体系,老美现在研发使用氧化物体系,欧洲则在研发使用聚合物。

宁德时代和太蓝新能源,已进入20-40Ah的B样阶段,电导率提升至10⁻² S/cm。

量产时间表:按照现在的计划,大概2026年底至2027年底,全固态电池将进入D样(60Ah车规级电芯)测试阶段。比亚迪发布计划,大概也是2027年进行装车测试。



国际企业进展对比

日本丰田:比我国企业略微快一些,现在处于C样阶段,30-50Ah电芯的能量密度接近600Wh/kg,成本为1400-1500元/kWh。

韩国三星:现在处于B-C样阶段,40-50Ah的硫化物电芯,成本比国内企业低30%,工艺成熟度上有一定的优势。

美国QuantumScape:测试速度最快,现在处于C-D样阶段,30-60Ah电芯的成本超过2000元/kWh。

三、技术挑战与成本

核心技术瓶颈

电解质膜的制备:不适用溶剂的干法涂覆工艺,是目前最大的技术难点,至少占了75-80%。辉能科技已建成GWh级氧化物生产线,为的就是想要解决这个问题。

界面稳定性问题:锂金属负极的膨胀问题是目前最需要解决的技术难题。比亚迪使用零膨胀的硅碳负极,有可能解决这个问题。

成本分析

半固态成本:当前的成本为900-1100元/kWh, 2025年底应该能降低到850-900元/kWh。

全固态B样成本:国内目前成本控制在2000元/kWh左右,三星的工艺比较成熟,成本已经降到了1300-1500元/kWh。

其他降本措施:优化后的干法工艺可以提高3倍的生产效率,在材料筛选方面AI技术可缩短50%的研发周期,这些如果能实现,可以大大降低固态电池的成本。

四、产业链上下游的技术进展

电解质膜:头部几家电池材料企业,都盯上了这快大蛋糕,研发投入很大,我国在硫化物专利数量上已是日本3倍多了。相信电解质膜的国产化替代已经为期不远,成本也会大幅的降低。

硅碳负极:国内的硅碳负极掺量为7-10%,但是日韩比我们高很多。

日韩企业利用化学气相沉积(CVD)技术构建多孔碳骨架,缓解了硅膨胀问题;又通过纳米硅复合材料和预锂化工艺提升界面稳定性,硅碳负极掺量可达20-30%,韩国Group14甚至已经达到45%。

据报道贝特瑞已经解决了硅碳负极的膨胀问题,能否彻底解决还有待进一步验证。

生产设备:先导智能在干法电极设备制造领域一直处于领先,单条产线产能突破500MWh,固态电池的量产设备上应该没有瓶颈。

五、未来展望

技术路线图

2027年以前:主要还是以石墨/低硅负极全固态电池为主,能量密度在200-300Wh/kg之间。

2027-2030年:突破高硅负极电池的研发,目标能量密度为400Wh/kg以上。

2030年后:锂金属负极电池应该能实现,目标能量密度为500Wh/kg以上。

产业格局

2027年是关键节点:宁德时代计划27年进行小批量生产,并将成本降到和液态电池差不多。

2030年目标:全球固态电池技术问题得到突破,市场需求预计能达到200GWh,我国的市场份额有可能超过40%。

日本和韩国在硫化物专利方面技术处于领先状态,我国需要加速氧化物/硫化物体系的技术迭代。

最后总结两句吧

半固态电池已经开始规模化装车,全固态电池尚处于黎明前的黑暗时刻。

随着国家60亿元专项资金的落地,以及AI技术在材料研发中的加速应用,以及龙头企业的技术突破,我国有望在2027年的实现“固液同价”。

低空飞行器、人形机器人、电动船泊等新兴领域的崛起,将催生出一个超过2000亿元的高附加值市场。

但在这场技术革命中,硫化物材料成本高,及固态电池良率低仍旧是核心矛盾。在技术突破与成本控制之间寻找最佳平衡点,将是未来几年固态电池产业发展的关键。

			
			
网编:和评

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热门评论当前热评  更多评论...
评论人:新侨张[♂☆品衔R3☆♂][个人频道][个人动态] 2025年03月05日13:56 回复
电池矿产在谁手里
2  
评论人:大柠檬[☆品衔R3☆][个人频道][个人动态] 2025年03月05日14:02 回复
这才是正确的方向,要解决的是电池问题
2  
评论人:treebear[☆★声望品衔7★☆][个人频道][个人动态] 2025年03月05日14:25 回复
小便标题党,胡说八道。
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