近日，“2025中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)年會(huì)暨第二屆中國(guó)全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”在北京舉辦。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高在會(huì)上表示，未來的技術(shù)路線，2030年以前，重點(diǎn)將是突破500Wh/kg以內(nèi)電池，期間將歷經(jīng)多階段技術(shù)攻關(guān)；同時(shí)，高鎳三元、硅負(fù)極將是主流材料。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，全固態(tài)電池在技術(shù)上面臨諸多挑戰(zhàn)，材料企業(yè)、電芯企業(yè)、車企與學(xué)界正在凝聚力量共同開發(fā)攻關(guān)全固態(tài)電池量產(chǎn)難題，推動(dòng)全固態(tài)電池早日實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
2030年前突破500Wh/kg以內(nèi)全固態(tài)電池
得益于在熱穩(wěn)定性和安全性等方面的優(yōu)勢(shì)，全固態(tài)電池被公認(rèn)為是下一代高安全、高比能動(dòng)力電池的首選方案。
歐陽(yáng)明高院士在會(huì)上對(duì)轎車用全固態(tài)電池技術(shù)路線做研判時(shí)表示，整體來看，全固態(tài)電池逐漸聚焦到硫化物技術(shù)路線，投入持續(xù)增加。從比能量角度來看，500Wh/kg是電池類型變化難度增加的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，預(yù)計(jì)2030年前重點(diǎn)突破500Wh/kg以內(nèi)電池，而在500wh/kg以內(nèi)的全固態(tài)電池，正極材料將以高鎳三元為主，負(fù)極材料則逐步從石墨/低硅向高硅硅碳、鋰金屬發(fā)展。
對(duì)于以硫化物為主體電解質(zhì)的轎車全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間，歐陽(yáng)明高預(yù)計(jì)將分為三個(gè)階段。
其中，2025-2027年，石墨/低硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池將以200-300Wh/kg為目標(biāo)，攻克硫化物固態(tài)電解質(zhì)，打通全固態(tài)電池的技術(shù)鏈，三元正極和石墨/低硅負(fù)極基本不變，向長(zhǎng)壽命大倍率方向發(fā)展。
2027-2030年，高硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池將以400Wh/kg和800Wh/L為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)高容量硅碳負(fù)極，三元正極和硫化物固態(tài)電解質(zhì)仍為主流材料體系，面向下一代乘用車電池。
2030-2035年，鋰負(fù)極硫化物全固態(tài)電池以500Wh/kg和1000Wh/L為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)鋰負(fù)極，逐步向復(fù)合電解質(zhì)(主體電解質(zhì)+補(bǔ)充電解質(zhì))、高電壓高比容量正極發(fā)展(高鎳、富鋰、硫等)。
目前，硫化物固態(tài)電解質(zhì)已有眾多企業(yè)布局研發(fā)，建立了小批量供應(yīng)能力。從A股公司來看，有研新材（600206.SH）、天賜材料（002709.SZ）、當(dāng)升科技（300073.SZ）、容百科技（688005.SH）、恩捷股份（002812.SZ）、星源材質(zhì)（300568.SZ）等均已有相關(guān)布局。歐陽(yáng)明高表示，下一步需要重點(diǎn)攻克大規(guī)模生產(chǎn)工藝。
恩捷股份全資子公司湖南恩捷首席科學(xué)家劉芳洋在會(huì)上表示，目前公司對(duì)于硫化鋰與固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)處于中試階段，預(yù)計(jì)2026年-2027年底，建成千噸級(jí)硫化鋰量產(chǎn)線、千噸級(jí)硫鹵化物固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)超薄硫鹵化物電解質(zhì)批量生產(chǎn)。
產(chǎn)業(yè)鏈共同破解全固態(tài)電池技術(shù)難題
歐陽(yáng)明高指出，目前全固態(tài)電池在技術(shù)上面臨諸多挑戰(zhàn)：在材料層面，電極材料需解決不可逆相變和顆粒破碎問題以提升循環(huán)穩(wěn)定性；高電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)雖能提升電池動(dòng)力性能，但空氣穩(wěn)定性差；硅基材料可顯著提高電池能量密度，卻需解決體積膨脹難題。
行業(yè)需凝聚各方力量，突破現(xiàn)有瓶頸，推動(dòng)全固態(tài)電池早日實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。在本次會(huì)議上，恩捷股份、中創(chuàng)新航（03931.HK）、廣汽埃安、寧德時(shí)代（300750.SZ）、中國(guó)一汽、利元亨（688499.SH）、納科諾爾（832522.BJ）等材料、電芯、車企、設(shè)備企業(yè)，以及各大院校研究所，均在會(huì)上分享了關(guān)于全固態(tài)電池最新的研究進(jìn)展。
比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍在會(huì)上分享了比亞迪固態(tài)電池的研發(fā)歷程，比亞迪（002594.SZ）2013年就啟動(dòng)了全固態(tài)電池的研發(fā)，2023年開始啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化可行性驗(yàn)證。材料方面，比亞迪以硫化物電解質(zhì)為主，正極材料包括單晶的高鎳三元正極，負(fù)極材料包括硅基負(fù)極；電芯方面，比亞迪設(shè)計(jì)的方案是60Ah，400Wh/kg、800Wh/L的整體方案。
孫華軍表示，“目前，我們預(yù)計(jì)在2027年左右可能會(huì)啟動(dòng)一些批量示范的裝車應(yīng)用，真正量產(chǎn)可能在2030年之后?！?/span>
中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司首席科學(xué)家兼研發(fā)總院（科技創(chuàng)新管理部）高端汽車集成與控制全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王德平表示，預(yù)計(jì)能量密度達(dá)到400Wh/kg的全固態(tài)電池在未來兩到三年內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)小批量裝車?！拔覀兊挠?jì)劃也是這樣，2027年裝車應(yīng)用。整個(gè)開發(fā)基于車端需求，已經(jīng)策劃了2027年投放一款車?！?/span>
廣汽埃安電池研發(fā)部總監(jiān)李進(jìn)表示，公司目前在開發(fā)兩條路線，一個(gè)基于硫化物的多元復(fù)合，二是聚合物的多元復(fù)合。負(fù)極針對(duì)400Wh/kg的做硅負(fù)極體系，針對(duì)更高能量密度做鋰金屬和無(wú)鋰方向；正極短期內(nèi)重點(diǎn)還是高鎳三元的材料，長(zhǎng)期是富鋰錳材料。
設(shè)備方面，納科諾爾常務(wù)副總經(jīng)理李志剛表示，今年10月，公司將籌建國(guó)內(nèi)首條GWh鋰電干法電極自動(dòng)化生產(chǎn)線。
業(yè)內(nèi)關(guān)注的降本方面，孫華軍表示，雖然當(dāng)前硫化物電解質(zhì)成本較高，但規(guī)?；a(chǎn)后，固態(tài)三元電池有望與液態(tài)三元電池實(shí)現(xiàn)同價(jià)。
上海屹鋰新能源科技有限公司董事長(zhǎng)張希表示，由于源頭材料硫化鋰價(jià)格的大幅下降，電解質(zhì)現(xiàn)在成本下降很快，去年硫化物電解質(zhì)價(jià)格在7-8萬(wàn)元/公斤，今年已經(jīng)到了1-2萬(wàn)元/公斤，預(yù)計(jì)明年到6000-7000元/公斤，2030年有望達(dá)到幾百元每公斤。
