《专家预测:全固态电池有望二〇二七年小批量生产》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2025-02-24
  • “与现有液态电池产品相比,固态电池在安全与能量密度等方面具有明显优势,有望解决新能源汽车续航与安全两大痛点,成为全球动力电池‘下半场’竞争的焦点之一。”全国政协常委、经济委员会副主任苗圩在2月15日召开的2025中国全固态电池产学研协同创新平台年会暨第二届中国全固态电池创新发展高峰论坛上说,固态电池产业化仍需解决技术、工艺和成本的问题。从当前全球固态电池研发进展看,量产技术工艺有待成熟,2027年前后有望实现小批量生产。


    围绕“全固态电池材料创新与研发平台升级”这一主题,与会者深入探讨全固态电池创新突破及挑战。


    中国科学院院士、中国全固态电池产学研协同创新平台理事长欧阳明高在谈到全固态电池技术路线时说,当前要聚焦以硫化物电解质为主体电解质匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线,以能量密度400瓦时/公斤、循环寿命1000次以上为性能目标,确保2027年实现轿车小批量装车,2030年实现规模量产。为实现这一目标,首先要建立全行业共性基础材料供应链。欧阳明高还介绍了其团队在硫化物固态电解质、高镍三元复合正极和硅碳复合负极的研发进展。


    当前,正值全球人工智能技术快速迭代关键时期,大语言模型和“人工智能驱动的科学研究”(AI for Science)结合升级的研发平台,成为全固态电池关键材料体系创新与构建的“加速器”。值得关注的是,欧阳明高院士团队已联合行业30余家企业,开展了全固态电池垂直领域大模型的研发与优化,构建全行业共享的研发公共服务平台,探索科研新范式,将最新的AI技术落地到全固态电池研发及产业化进程中。


    “我们必须面对一系列技术挑战。”中国科学院院士、厦门大学教授孙世刚介绍了固态电池领域面临的关键技术挑战以及相关创新研究。他说,材料科学方面,寻找合适的固体电解质是关键。理想状态下的固体电解质需要具备高离子电导率、良好的化学稳定性及机械强度。界面问题也是不容忽视的一环,固态电池中电极与电解质之间的界面接触不良会导致电池内阻增加,影响电池的整体性能。此外,生产工艺复杂、成本高昂等问题也限制了其大规模商业化应用。


    中国第一汽车集团有限公司首席科学家王德平说,经过近几年发展,全固态电池已突破关键技术,现正处于原型样机阶段。预计未来两三年,能量密度达400瓦时/公斤的全固态电池有望实现小批量装车应用。他建议,行业需加快制定标准,持续通过关键技术突破和跨领域工程技术攻关,保持我国动力电池领先地位。


    深圳市比亚迪锂电池有限公司首席技术官孙华军认为,全球全固态电池发展迅速,材料创新、界面优化、安全性提升及成本控制是重点,应通过产学研合作的方式推动技术进步。目前,比亚迪已开始启动固态电池产业化的可行性验证,涵盖关键材料技术攻坚、电芯系统开发以及产线建设,计划2027年左右启动批量示范装车应用,预计在2030年前后实现大规模量产。


  • 原文来源:https://www.china5e.com/news/news-1185264-1.html
相关报告
  • 《国轩高科:已成功研发出车规级全固态电芯,计划2027年小批量生产及装车测试》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:武春亮
    • 发布时间:2024-11-26
    • 11月22日,有投资者在投资者互动平台提问国轩高科:请问贵司的半固态电池和固态电池现在的进展和计划是什么样的。 对此,国轩高科回应公司在半固态及全固态电池上均有布局。半固态电池方面,公司拥有圆柱、方形、软包等产品体系,具体产品型号和性能指标配套不同客户的开发和生产;全固态电池方面,公司以硫化物全固态电池的开发为主,已实现车规级全固态电池制备。 针对另一固态电池相关提问:当前固态电池研发费用在多少?固态电池研发团队人员有多少?固态电池具体量产情况如何? 国轩高科答复,公司目前拥有200多人的全固态电池研发团队,2024年上半年已成功研发出车规级全固态电芯“金石电池”,计划2027年小批量生产及装车测试。
  • 《全固态电池商业化还要5-10年》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-08-18
    •  相较于传统的锂离子电池,固态电池能提供更好的续航能力和安全性,但目前而言,固态电池迫于技术和成本的双重制约,距离产业化仍然需要很长时间。   光大证券认为,固态电池有望成为下一代高性能锂电池。目前中国大部分的汽车厂商和新能源厂商也在参与固态电池的研发。   固态电池的不同技术路径   2019年12月,工信部发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿),在“实施电池技术突破行动”中,加快固态动力电池技术研发及产业化被列为“新能源汽车核心技术攻关工程”。这意味着固态电池有望上升至国家战略层面。   固态电池是以固体材料来代替现有锂离子电池中使用的液体成分,固态电解质的厚度仅3~4微米,非常轻薄,不仅减小了体积,也降低了重量。   固态电池的技术发展采用逐步颠覆策略,液态电解质含量逐步下降,全固态电池是最终形态。依据电解质分类,锂电池可分为液态、半固态、准固态和全固态四大类,其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。   不过,固态电池的技术路线目前仍有很大分歧。   固体电解质可大致分为三类:无机电解质、固态聚合物电解质、复合电解质。目前业内比较看好的材料包括固态聚合物、硫化物、氧化物、薄膜等。   光大证券认为,聚合物固态电解质将率先实现应用,但存在高成本和低电导率两个致命问题。   目前主流的聚合物固态电解质是聚环氧乙烷(PEO)电解质及其衍生材料。相比之下,氧化物固态电解质综合性能好,进展最快。硫化物固态电解质电导率最高,研究难度最大,开发潜力最大,但如何保持高稳定性是一大难题。高能聚合物体系仍处于实验室研究阶段,LiPON薄膜型全固态电池已小批量生产,非薄膜型已尝试打开消费电子市场。   近年来多家中国企业建立氧化物固态电池生产线。   苏州清陶新能源在江苏昆山建成投产的固态锂电池生产线,单体能量密度达400Wh/kg以上,拟于2020年进入动力电池应用领域。   辉能科技与南都电源合作建立的国内首条1GWh规模的固态电池生产线也将于2020年建成,公司今年4月刚完成D轮融资,用于加速固态电池商业化落地和工厂建设,辉能在氧化物固态电池方面取得了一定的成果。   日韩和欧洲企业则投入了大量资金进行硫化物固态电解质的研究。   2020年日本丰田计划推出搭载硫化物固态电池的新能源汽车,计划于2022年实现量产。十几年前丰田已开展固态电池研发工作,不仅获得了固态电解质材料、固态电池的制造技术等方面的专利,还研发了一整套的正极材料和硫化物固态电解质材料回收的技术路线和回收工序。三星和宝马也都在研发硫化物固态电池的技术。中国的宁德时代(300750.SZ)也在这一方向上发力。   全固态电池商业化还要5~10年   今年3月初,三星高等研究院(SAIT)与三星日本研究中心(SRJ)在《自然-能源》介绍了其在固态电池领域的最新进展,称已经开发出一种高性能全固态电池。这种电池的循环寿命超过1000次,可以让电动汽车在单次充电的情况下行驶800公里。   丰田也在联手松下开发固态电池领域技术;宝马于2017年开始牵手Soild Power开发固态电池,福特和三星也于去年投资了Solid Power;大众也表示将在欧洲建厂生产固态电池,有望在2024~2025年间实现量产。   另一家瞄准动力电池市场的是戴森。戴森创始人詹姆斯·戴森表示,向其他车企出售固态电池是一个进入汽车行业的选项。   光大证券称,固态电池领域已经进入“军备竞赛”阶段,各企业期望抢占先机以赢得市场份额。固态电池领域市场参与者众多,车企、电池企业、投资机构、科研机构等在资本、技术、人才三方面进行博弈。随着越来越多的企业加入,固态电池产业化进程不断加速,按照目前的发展情况,2021~2025年固态电池将实现初步应用。   不过全固态电池的商业化还需要很长时间。去年底,宁德时代一位电池开发负责人曾表示,全固态电池实现商品化要到2030年以后。   光大证券研报显示,固态电池的工艺路线尚不成熟,降本仍需过程,全面产业化预计需要5~10年。例如三星的固态电池虽然能够达到长续航,但生产环境要求苛刻,银碳层大规模生产所需的贵金属纳米银成本较高,短期产业化并不现实。   国内固态电池产业化进程正在不断加速。   国轩高科2019年推出了半固态电池的试生产线;赣锋锂业年产亿瓦时级第一代固态锂电池研发中试生产线已建成试产,不久将正式投产;比亚迪也曾表示正在积极推进固态电池项目商用;宁德时代的全固态电池还在开发中,预计2030年后实现商品化。   此外,天齐锂业2018年开始布局固态电池,其参股公司美国Solid Energy主要开发和生产具有超高能量密度、超薄锂金属电池,开发电解液和负极材料。2018年宣布与中国科学院等机构进行固态电池技术合作,目前尚处于实验试制阶段。鹏辉能源固态电池处于研发阶段,计划在未来2~3年内推出固态电池产品。   近两年内固态电池生产线迎来一轮不小的投产潮,清陶、卫蓝新能源、辉能科技等企业将建固态电池生产线,虽然目前各企业均未公布固态电池成本,但此前已有预测,固态电池成本将远高于锂离子电池,未来固态电池若想实现产业化,降本则成必然。   光大证券认为,固态电池的生产可组合传统锂离子电池产业链。与传统锂离子电池相比,固态电池电芯制备不存在革命性创新,只是电极和电解质制造环境要求更高,需要在惰性气体保护下或在干燥间内进行,这与制造超级电容器、锂离子电容器等空气敏感储能器件的生产环境相似。