摘要:中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心王春阳研究员联合国际团队近期取得重要突破,利用原位透射电镜技术首次在纳米尺度揭示了无机固态电解质中的软短路-硬短路转变机制及其背后的析锂动力学,研究成果5月20日发表在《美国化学会会刊》。
本报(chinatimes.net.cn)记者温冲 于建平 北京报道
5月21日,固态电池概念集体走强。截至收盘,海辰药业、领湃科技、滨海能源、圣阳股份、金龙羽、国轩高科、龙蟠科技7家涨停,灵鸽科技、武汉蓝电涨超10%。
消息面上,央视新闻报道称,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心王春阳研究员联合国际团队近期取得重要突破,利用原位透射电镜技术首次在纳米尺度揭示了无机固态电解质中的软短路-硬短路转变机制及其背后的析锂动力学,研究成果5月20日发表在《美国化学会会刊》。
同时,国轩高科也于近日宣布已建成0.2GWh全固态电池中试线,同步发布了包括G垣准固态电池在内的6项新产品,且这款准固态电池已有4家以上客户上车测试。股民也是资深媒体人的刘先生对《华夏时报》记者表示:“现在看国轩高科等是涨停了,金龙羽也2连板了,但固态电池还需要契机和观察,也需要固态电池品种连板打出高度来引领这个行业发展。”
“半固态过渡+全固态突破”策略落地
在产业链多方合力推进下,固态电池产业化在近期取得长足进展,车企、电池厂相关产品密集发布。
根据液态电解质的含量,电池可分为液态、半固态、准固态和全固态四类,其中半固态、准固态和全固态统称为固态电池。目前,宁德时代、孚能科技、国轩高科、欣旺达等企业采用的是“半固态过渡+全固态突破”的策略。
据《华夏时报》记者不完全统计,截至目前,布局半固态电池的企业有东风、上汽、宁德时代、国轩高科、欣旺达、亿纬锂能、赣锋锂电等几十家,确定要推出全固态电池的企业有一汽、丰田、比亚迪、广汽集团、奇瑞、长安、宁德时代、岚图等车企,以及国轩高科、孚能科技、鹏辉能源、辉能科技、中创新航、欣旺达等企业。
仔细分析半固态电池的应用,记者发现已经布局半固态电池的车企中很大一部分技术已经实现量产上车,且车型基本集中在C级车上,售价在30万元区间。比如,智己L6 Max光年版、蔚来ET7、岚图追光以及赛力斯5等。
车企之所以将半固态电池的量产应用放到高端C级车上,是因为:“高端车型对于成本相对敏感度低,未来从半固态到全固态电池的应用也有望率先在高端车型上展开;此外,半固态电池已经实现产业端落地,说明技术上在逐步成熟,为后续全固态的进一步发展奠定良好的技术和应用基础,有望加速推进全固态电池的产业化。”华西证券分析师杨睿如是说。
近日举办的CIBF2025第十七届深圳国际电池技术交流会(下称“CIBF2025”)集中展示了全球动力电池、储能电池、3C电池、动力及储能系统解决方案,特别是各种新能源车用动力电池,先进电池材料以及智能制造装备方面所取得的最新进展和成果。
其中,固态电池概念火爆。从展会情况看,国轩高科、欣旺达、蜂巢能源、赣锋锂电、金龙羽、雄韬股份、卫蓝新能源、比克电池、嘉盈时代、电科蓝天、鹏辉能源、东驰能源、德加能源、金羽新能、固芯能源等均展出了半固态/全固态电池产品。展会期间,国轩高科、星愿材质等公司召开新品发布会。
例如,国轩高科展出G垣固态电池系列,集中发布了6款电池新品,业界期待已久的全固态电池进入预量产阶段。其中,金石全固态电池核心设备100%国产化,首条0.2GWh中试线正式贯通,并已开启装车路测;G垣准固态电池已规划建设12GWh,以300Wh/kg的能量密度将续航里程推高至超1000公里,目前原型车运行总里程已超一万公里。
汽车行业分析师田力对《华夏时报》记者表示,虽然2024年中国动力电池企业在国际市场占据超过60%市场份额,但固态电池可能重构竞争格局,因此,车企提前布局可避免“技术代差”风险。中科院大连物化所陈忠伟院士则向记者强调,“多技术融合”将成为动力电池演进方向,氢混、固态、钠电将协同构建未来动力体系。
多重利好驱动固态电池走出实验室
作为下一代动力电池核心技术,固态电池为企业迎接2026年7月即将实施的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》强制性国标,提供了兼顾安全性能与技术迭代双重挑战的新解题思路。
华西证券研报认为,新能源汽车发展的核心始终是技术和性能的升级,续航里程作为性能体现的关键指标,直接影响消费者购车意愿和出行体验。早期的铅酸电池能量密度低、体积较大、循环寿命较差,难以满足长距离出行需求。锂电池的发展直接提升续航能力,降低里程焦虑,促进新能源汽车的渗透率快速提升。后续固态电池的发展,有望进一步加强性能表现,助推新能源汽车深化应用。
实际上,固态电池的应用场景非常多元,不仅在新能源汽车领域深化应用。近日,赣锋锂业公告其已经形成固态电池全链路布局,并加快推动固态电池商业化应用,并在新能源汽车领域、低空经济领域以及消费电子领域等场景中进行应用布局。
湖南大学教授黄靓认为,eVTOL等低空飞行器发展对电池的高比能、高功率、快充和长寿命提出更高要求,全固态电池能量密度需逐步突破400Wh/kg至600Wh/kg,其研发投产进度基本对以eVTOL为代表的载人电动低空飞行器爆发至关重要。据记者了解,2024年11月,亿航智能完成EH216-S全球首次eVTOL固态电池飞行试验,单次不间断飞行达到48分10秒,续航时间较此前提升60%—90%。
而在推动固态电池发展的过程中,政策发挥了重要的战略指引。2020年10月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,明确加快固态动力电池技术研发及产业化发展。2024年,国家发改委将固态电池纳入“十四五”新材料专项。2025年4月,工信部发布《2025年汽车标准化工作要点》。其中特别提及,要推进动力电池耐久性、热管理系统等标准审查报批,加快全固态电池、动力电池在役检测、动力电池标识标签等标准研制,不断优化动力电池性能要求。
政策推动之外,中外科研人员对固态电池研究取得新突破。近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心王春阳研究员联合国际团队成功揭示固态电池短路机制。研究团队利用具有机械柔性且电子绝缘的三维聚合物网络,发展了“刚柔并济”的无机—有机复合固态电解质,有效抑制了固态电解质内部的锂金属析出、互连及其诱发的短路失效。
该研究通过阐明固态电解质的软短路—硬短路转变机制及其与析锂动力学的内在关联,为固态电解质的纳米尺度失效机理提供了全新认知,为新型固态电池的开发提供了新的理论依据。
多机构预测,固态电池产业化进展的时点将集中在2027年—2030年左右。银河证券认为:“国内固态电池产业升级从技术、成本等综合角度看,或将沿着从复合半固态电池到硫化物全固态电池的路径演进,全固态研发层面基本统一至硫化物方向,当前仍有路线尚未明确、规模量产难度大、验证周期长等挑战,其节点乐观估计在2027年左右,中性预期在2030年后。”
聚圣科技联合创始人、首席科学家、中南大学粉末冶金研究院副院长韦伟峰在CIBF2025上表示,固态电池产业化目前仍面临“界面稳定性”“成本控制”等挑战,聚圣科技正通过材料创新与工艺优化,推动技术从实验室向规模化生产转化,为固态电池产业化提供新思路。
关于固态电池成本,TrendForce集邦咨询预测,半固态电池综合成本可望于2035年降至0.4元/Wh以下,预计2030年后当全固态电池应用规模大于10GWh,电芯价格将降至1元/Wh左右;2035年经过市场大规模快速推广,电芯价格将有机会降至0.6—0.7元/Wh。
责任编辑:李延安 主编:于建平
来源:华夏时报一点号