固态电池产业化全面提速
编辑：转自：中国汽车报
发布时间：2024-09-20
近日，在2024世界动力电池大会上，多家企业纷纷携固态电池产品亮相。在同期举行的宜宾市固态电池创新产业园启动仪式暨欧阳明高院士工作站成果发布会上，四川新能源汽车创新中心有限公司总经理助理、固态电池与新材料中心主任朱高龙表示，欧阳明高院士工作站预计2027年全固态电池产品下线，2030年固态电池全面放量投产，产值将超1000亿元。
这是我国固态电池产业化全面提速的一个缩影。今年以来，新能源汽车行业不断传来（半）固态电池的消息，众多企业宣布了相关技术、合作和产业化的进展。随着技术不断成熟和成本逐步降低，固态电池有望投入应用环节，推动新能源汽车行业进入一个全新发展阶段。
中信证券的研报称，2024年以来，我国出现半固态电池量产车型上市、半固态电池装车渗透率达1％等边际变化，产业化信号已至。消费者对于长续驶里程车型形成10万～15万元的溢价预期，将有助于固态电池渗透。据测算，2030年，全球固态电池出货量或将达到643GWh，2024～2030年复合年均增长率将达133％。我国半固态及全固态电池发展具备技术路线低风险、“小步快跑”节奏好、产业化条件充沛等优势，有望在新能源汽车推广的“下半场”迎来新一波市场高潮。宁德时代在2023年4月发布凝聚态电池。据了解，这是一种介于液态和全固态之间的电池技术，单体能量密度高达500Wh/kg，能够实现高比能与高安全兼得，并可快速实现量产。今年4月，宁德时代首席科学家吴凯在一次技术研讨会上称，如果用技术和制造成熟度作为评价体系（以1～9打分），宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平，目标是到2027年达到7～8分的水平，届时将可以小批量生产全固态电池。
目前，全固态电池的技术路线主要包括聚合物、氧化物、硫化物3大类。其中，硫化物也是宁德时代目前投入研发较多的技术路线。亿纬锂能的半固态电池为固液混合半固态体系，目前已完成部分产品开发。基于50Ah软包电池的半固态电池，可实现330Wh/Kg的能量密度，循环寿命超过2000次。亿纬锂能的全固态电池研发，采用硫化物和卤化物复合固态电解质技术路线，计划实施两步走战略：预计在2026年实现生产工艺的突破，推出高功率、高环境耐受性及绝对安全的全固态电池，主要用于混合动力汽车领域；2028年，进一步推出具有400Wh/kg高比能量的全固态电池。8月26日，欣旺达在投资者互动平台表示，公司第1代半固态电池已完成开发，第2代半固态电池电芯样品开始中试试验，第3代聚合物复合全固态电池通过实验室验证，预计2025年完成产品开发。此外，欣旺达还在研发使用锂金属负极的第4代全固态电池，目标是将能量密度提升至700Wh/kg。另据获悉，欣旺达第2代全固态实验室样品已达到500Wh/kg的能量密度目标。今年7月，欣旺达与松山湖材料实验室签订合作协议，共同建设固态电池公共研发平台。根据计划，欣旺达要在2026年具备全固态电池的量产能力，届时产线设计建设将同步加速推进，预计产能将达到1GWh，电芯容量可提升至60Ah，成本控制在2元／Wh以下。有媒体报道称，比亚迪旗下弗迪电池或选用高镍三元（单晶）＋硅基负极（低膨胀）＋硫化物电解质（复合卤化物）的固态电池技术路线。电池电芯容量可达60Ah以上，质量比能量密度400Wh/kg，体积比能量密度800Wh/L。弗迪电池有可能在2027年实现固态电池的小批量生产，并将首先配装比亚迪高端车型。
今年5月，国轩高科发布全固态“金石”电池。国轩高科方面表示，公司通过微纳化固体电解质、超薄膜包覆单晶正极和三维介孔硅负极，实现全固态电池材料端的技术突破。目前，其30Ah全固态电芯可实现350Wh/kg的质量能量密度，800Wh/L的体积能量密度，性能比主流的三元锂电池高40％，电芯体系循环次数可达3000次以上。基于金石电池设计的PACK，拥有80％的质量成组率，280Wh/kg的系统能量密度，单次充电可续驶1000公里。
据悉，国轩高科全固态电池研发选择的是硫化物电解质路线，计划于2027年进行小批量上车试验，待产业链进一步完善后，预计在2030年量产。2022年，孚能科技第1代软包半固态电池装车；第2代半固态电池已处于送样阶段，预计2025年投产。目前，孚能科技的半固态电池实现了超过5000次的循环寿命，总行驶里程超过160万公里。去年，孚能科技第1代半固态电池成功配装岚图追光。该公司计划加深与东风汽车等客户的合作，并扩大产品的应用范围。此外，孚能科技还在今年3月与一汽解放签署合作框架协议，其半固态电池将首次应用于一汽解放商用车上。赣锋锂业表示，旗下子公司赣锋锂电生产的半固态电池已于2022年配装东风E70，在多地投入示范运营。2023年5月，赣锋锂业披露，公司第一代（半）固态电池已开始量产，第二代（半）固态电池安全性能完全达到车规级要求，研发样品电池的循环性能达到车企要求。
据悉，赣锋锂电固态电池研发主攻氧化物、硫化物技术路线，并已实现千吨级的氧化物固态电解质量产能力，被部分日韩电池厂商购入。8月28日，中创新航推出“无界”全固态电池，其能量密度达430Wh/kg，容量超过50Ah，同时在电池运行压力、寿命、功率方面均取得重要突破。“无界”全固态电池计划于2027年小批量装车，2028年量产。中创新航全固态电池研发采用多种材料复合的电解质技术路线。根据中创新航的规划，能量密度在400Wh/kg以上的动力电池将采用全固态技术，而低于此数值的仍将采用传统的液态电池或固液混合电池技术。7月4日，蜂巢能源发布能量密度266Wh/kg的三元半固态电池产品。这款电池容量为150Ah，能量密度为266Wh/kg，具备2.2C快速充电能力和1800次的循环寿命。与液态高镍电池相比，其在热失控情况下的耐热时间增加1倍，失控后的最高温度降低200℃。在固态电池领域，蜂巢能源开发了多元素掺杂材料包覆改性、干法自支撑膜电极等技术，成功试制全固态电芯，2022年推出国内首款20Ah级硫系全固态原型电芯。8月28日，鹏辉能源发布第1代固态电池，技术路线为氧化物复合电解质。鹏辉能源介绍称，公司自研的高离子电导率、高稳定性、低成本氧化物复合固态电解质，实现了固态电池在工艺和材料的双向突破，解决了氧化物固态电解质的工艺技术难题。鹏辉能源第1代固态电池能量密度为280Wh/kg，2025年能量密度将达300Wh/kg以上。公司预计2025年启动产品中试研发并小规模生产，2026年正式建立产线并批量生产。近年来，清陶能源与上汽、北汽、广汽等多家主流车企建立合作关系。其中，清陶能源与上汽的合作格外深入，上汽陆续通过基金方式参与投资，并成为第一大投资人。2023年8月，清陶能源与上汽集团成立合资公司。清陶能源采用分阶段策略推进固态电池技术，第1代产品采用氧化物加聚合物，第2代产品则整合了氧化物、卤化物和聚合物。为了达成2025年生产线贯通、2026年电池量产、2027年装车量产上市的目标，上汽集团与清陶能源共同组成全固态电池产业创新联合体，协同攻关。近日，一汽集团研发总院电池开发部部长孙焕丽表示，团队已完成20Ah级核心材料电芯开发，目标是2027年实现固态电池小批量示范运行。目前，其固态电池硫化物电解质电导率达到10mS/cm，电芯能量密度为375Wh/kg，容量22Ah，同时拥有全固态电池研制和试验评测平台。
7月29日，上汽集团宣布，首条全固态电池生产线建成贯通倒计时500天正式启动。上汽全固态电池基于聚合物-无机物复合电解质技术路线。上汽清陶首条全固态电池产线已经立项，计划2025年底完工，1期产能规划0.5GWh，第1阶段产品能量密度可达400Wh/kg以上，第2阶段将突破500Wh/kg。
据悉，上汽集团将通过三步走的战略来发展固态电池：第1阶段，产品液含量10％，为目前已应用于智己L6的光年电池（半固态），能量密度超过300Wh/kg，续驶里程超过1000公里；第2阶段，产品液含量5％，预计明年开始规模搭载，涉及智己及其他上汽纯电／混动车型；第3阶段，产品液含量降低到0，即全固态电池，能量密度超过400Wh/kg，计划2026年量产。资料显示，长安汽车深耕半固态、固态电池的全新电解质材料开发、关键工艺开发，基于整车需求，正向开发领先的固态电池，从2025年将开始逐步量产应用，重量能量密度达到350～500Wh/kg、体积能量密度达到750～1000Wh/L，2030年实现全面普及应用。
自2020年起，长安深蓝一直在积极推进半固态电池的研发。目前，该项目已进入工程化研发阶段，新产品预计2025年应用于整车。今年3月，深蓝汽车首席执行官邓承浩表示，通过与固态电池头部企业联合研发，深蓝汽车成功研发出全球首款无隔膜固态电池技术。在2024世界动力电池大会上，东风汽车展示了新一代固态电池。该固态电池系统搭载高比能固态电芯，系统能量密度高达285Wh/kg，采用CTP构型，提升了电池包空间利用率并降低了综合材料成本。据介绍，东风汽车已相继掌握电解质、隔膜、原位固化等核心技术，形成240Wh/kg、350Wh/kg固态电池产品，具备高能量密度的同时兼具极高的安全特性，并于2022年1月完成50辆（半）固态电池汽车全球首发，当前已在6省10地运营里程超过150万公里。今年4月，广汽集团表示，目前公司初步打通了全固态电池全流程制造工艺，已取得车规级高安全大容量全固态动力电池量产的关键技术突破，预计于2026年装车搭载于昊铂车型。广汽全固态动力电池采用了高面容量固态正极技术与第3代海绵硅负极片技术（新型纳米硅复合负极），全固态正极可达到5mAh/cm2以上的高面容量，进而实现400Wh/kg以上的能量密度。相较于目前最先进的液态锂离子电池，其体积能量密度和质量能量密度提升50％以上，使整车续驶里程可超过1000公里。今年6月，北汽蓝谷在投资者互动平台上表示，公司重视新技术的应用，始终跟踪固态电池前沿动态，持续与科研院所、相关企业保持沟通交流，开展固态电池搭载验证试验，积极推进固态电池产业化应用。
吉利汽车首席执行官淦家阅在近日举行的公司年中经营大会上表示，吉利自研的全固态电池已达到400Wh/kg的能量密度，电芯制备已完成20Ah。
卫蓝新能源是中科院物理所清洁能源实验室固态电池技术的惟一产业化平台，拥有江苏溧阳、浙江湖州、北京房山和山东淄博4大生产基地，其中湖州基地已于2022年全面投产并成功交付产品，溧阳基地也已投产。卫蓝新能源重点开发混合固液和全固态电池，提出了原位固态化的解决方案，通过注液保持良好的电解质与电极材料的物理接触，再通过化学或电化学反应将液体电解质部分或全部转换为固体电解质，解决高电压、安全性、锂枝晶、体积膨胀等问题。
2023年6月，卫蓝新能源向蔚来汽车正式交付半固态电池。此外，吉利汽车和小米集团等投资了卫蓝新能源。今年4月，领新新能源宣布，其固态聚合物电池生产线已实现量产，1期产能为0.5GWh。领新新能源首席运营官李魁宏表示，公司采用的原位固化技术在业界首次被量产应用，是目前惟一一家实现固态聚合物电池量产的企业。
据悉，高能时代是一家研发制造全固态锂电池的创新型高科技企业。高能时代全固态锂电池采取硫化物技术路线，目前已完成20Ah级全固态电芯A样开发。
南都电源自2017年开展固态电池的研制工作，目前产品已通过热箱、短路等安全项测试，各项指标顺利完成，将于今年四季度完成项目验收。公司曾在答投资者提问中披露离子电导率达10<sup>-3</sup>S/cm，环境稳定性好，固态电池的能量密度达350Wh/kg。
今年5月，东驰能源举办固态电池产品下线仪式。东驰能源专注于聚合物固态锂电池的研发与生产，2023年投资1.5亿元建成0.5GWh固态电池中试线，用于产品技术研发和迭代升级。同时，东驰能源与温州冠盛汽车零部件集团股份有限公司成立浙江冠盛东驰合资公司，投资20亿元启动建设年产4GWh半固态储能电池生产基地。
近日，长安汽车入股太蓝新能源的消息见诸报端。据报道，太蓝新能源重庆电池生产基地二期工厂施工完成，将于今年四季度投产。2024年4月，太蓝新能源发布世界上首款单体容量达120Ah、实测能量密度高达720Wh/kg的超高能量密度全固态锂金属电池。近日，合源锂创公布完成亿元级Pre-A轮融资。2023年，合源锂创推出具有高安全、高能量密度特征的第1代350Wh/kg固态电池产品，并通过国标检测和电池针刺试验。在此基础上，合源锂创进一步发力，推进能量密度600Wh/Kg的固态电池研发进程。
8月23日，恩力动力宣布，与美国一家知名商用车制造企业签署定点信，计划于2025年年底开始供应固态电池，助力其在商业运输领域加速电动化进程。据介绍，恩力动力2019年建成第1条固态电池试验线和材料线，2021年成功研发出能量密度高达520Wh/kg的锂金属固态电池，2023年面向小动力市场，推出多款能量密度达到300～350Wh/kg的半固态电芯产品，并实现大规模量产。恩力动力利用小动力产品量产优势所开发出的车规级半固态电池，已通过国际车企的测试、验证。吉利子公司耀宁新能源在南浔建立的固态研究院，实现了从固态电解质烧结到全固态电池小试的完整研发流程，专注于氧化物和硫化物两大主流技术路线的深入研究。2023年，耀宁新能源发布S＋研发战略，聚焦于固态电解质制备、原位凝胶技术以及固态电解质材料创新3大核心领域，致力于构建完善的固态电池技术体系。
屹锂科技正全力加速推动全固态锂电池的产业化进程，其硫化物固态电解质已为宁德时代、中创新航、欧阳明高院士工作站、上海泰坦及头部整车厂等多家重要客户供货。未来5年内，公司规划建设全固态锂电池量产基地，预计总投资67亿元，建成达产时可实现产能26GWh；计划于2026年实现全固态锂电池量产装车，并于2027年在乘用车领域形成规模化应用。注：企业梳理或有疏漏，以自身实际发展情况为准，排列不分先后，信息来自公开资料
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