首条全固态电池产线试线背后,大规模量产仍需五年?
2025/05/19 | 作者 崔陆鹏
摘要:国轩高科对外宣布,旗下全固态电池已开启装车路测。
近日,国轩高科对外宣布,旗下全固态电池已开启装车路测。
“去年发布的金石电池为手工样件,目前国内外公司展示的全固态电池也多是实验室级手工样件,所以今年我们特地强调,这是国轩第一条全固态电池中试线。0.2GWh在液态电池行业不足为奇,但对全固态电池来说,它已经是一条很大的产线,代表的是一个质的飞跃。” 据国轩高科全固态电池研发负责人潘瑞军介绍,国轩高科首条全固态实验线正式贯通,100%线体自主开发,实验线核心设备国产化率达100%,通过高精密涂布等关键技术,实现高达90%的良品率。
国轩高科首席科学家朱星宝在接受《每日经济新闻》采访时表示,“三元(电池)来临的时候,我们有技术但没有大胆地推出,因为国轩一直想把电池做得安全,我们错过了那个机会。当半固态和全固态技术来临的时候,重新评估了技术路线,不论哪种,都可以把三元的短处补上,可以兼容长续航、高安全。这种情况下,前几年大力地布局,两条路线都要走。”
值得注意的是,金石电池对外的电芯能量密度为350Wh/kg,系统能量密度可达280Wh/kg。
能量密度上限决定了电池的续航里程,通常而言,磷酸铁锂电池的能量密度在100~160Wh/kg(每千克电池所能存储的能量)之间,三元锂电池在150~350Wh/kg之间,固态电池则在400~900Wh/kg之间。
与传统的液态锂电池相比,全固态电池放弃了传统的液态电解质,采用固态电解质材料。根据电解质区分,全固态电池的技术路线主要包括聚合物、氧化物、硫化物三大类。
“硫化物性能好,但难量产;聚合物性能稍差,但量产快。”某锂电池厂技术相关负责人告诉《凤凰WEEKLY财经 》除材料难题未攻克,结构也是难题。相较于当前主流的液态电池,固态电池由于采用固态电解质,导致离子电导率低,使电池充放电速度较慢和容量衰减较快,且相较于“固液”,“固固”接触性和稳定性更差。
“液态电池的内部结构为,电池液包裹在电芯周围;固态电池也是需要让固态电解质包裹在电芯周围,同等压强下‘固固’接触不及‘固液’接触。”据前述技术负责人透露,目前要保证“固固”的紧密接触需要外部极大的压强,但给外壁材料加压,电池整体重量会急剧上升,反而有悖固态电池小重量、单位密度高的研发初衷。
此次国轩高科推出的金石固态电池,据其潘瑞军透露,在电池材料创新上,硫化物电解质的离子电导率提升60%,国轩高科硫化物电解质的离子电导率达到16mS/cm(毫西门子每厘米),较2024年提升60%,通过最新的微纳化加工技术,将电解质粒径降低至100nm;同时,正负极材料的克容量也实现较大突破,目前高镍单晶正极容量可达240mAh/g(电极材料的比容量),三维介孔硅负极容量可达1800mAh/g。
即使装车路测,大规模量产仍是问题。
“各家电池厂商的全固态电池量产时间点,将取决于其对于全固态电池能量密度的定位。”前述电池厂技术负责人表示,目前固态电池仍有不少技术仍需攻克,全固态电池量产的临界点应该在2027-2028年,再早的话是比较困难的。
潘瑞军也认为,“全固态电池到2030年大约是60~100个吉瓦时的产能,对(电池)行业而言(产能)只占3%。它并未大规模推广,虽然价格可能较高,但是当旧产能淘汰之后情况可能有所改善。旧体系被淘汰后,其价格仍然会降低,最终将接近甚至低于现有锂离子电池的价格。”
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