在當今能源轉型的大背景下,電池技術的革新成為推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動力。全固態(tài)電池作為下一代電池技術的璀璨明星,正逐漸從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的舞臺,其發(fā)展進程備受各界矚目。
在近日召開的中國電動汽車百人會論壇(2025)上,關于全固態(tài)電池的討論成為焦點,多位專家達成共識,2027 年至 2030 年將是全固態(tài)電池商業(yè)化的關鍵時期。中國科學院院士歐陽明高預測,全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化將于 2027 年至 2028 年開啟,到 2030 年實現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,屆時能量密度可達 400Wh/kg,將超越傳統(tǒng)液態(tài)和固液混合電池。而能量密度達到 500Wh/kg 的車用全固態(tài)電池將于 2030 年至 2035 年間實現(xiàn)量產(chǎn),不過這期間存在 5 年的不確定期。中國電子科技集團第十八研究所研究員肖成偉也提出了類似的時間規(guī)劃,2025 年業(yè)界將推出全固態(tài)樣車,2027 年實現(xiàn)百輛到千輛級的示范,2030 年實現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)和整車應用,2035 年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。在能量密度目標上,2027 年全固態(tài)電池單體要做到 400Wh/kg,2030 年達到 500Wh/kg,2035 年期望做到 700Wh/kg。
企業(yè)層面也紛紛傳來好消息,展示著全固態(tài)電池的最新 “進度條”。長城控股旗下動力電池廠商蜂巢能源研發(fā)的軟包固態(tài)電池電芯,已具備小批量生產(chǎn)能力,在材料體系上實現(xiàn)突破,大幅提升了能量密度。合肥國軒高科動力能源有限公司首席科學家朱星寶透露,國軒高科將于 5 月 17 日發(fā)布全新高安全固態(tài)電池,能量密度為 300Wh/kg。太藍新能源在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化方面節(jié)奏清晰,2025 年致力完成無隔膜產(chǎn)品體系開發(fā)和電池驗證,2026 年正式開啟全固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)工作,2027 年實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),同時積極開拓在新能源電動車、低空等領域的示范性應用。
全固態(tài)電池之所以備受青睞,是因其具有諸多傳統(tǒng)電池無法比擬的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池相比,全固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì),從根本上解決了液態(tài)電解質(zhì)易泄漏、易燃等安全隱患,大大提升了電池的安全性。同時,全固態(tài)電池能夠實現(xiàn)更高的能量密度,有望為電動汽車帶來更長的續(xù)航里程,滿足消費者對出行便利性的需求。此外,其還具備良好的充放電性能和循環(huán)壽命,在快速充電和長期使用方面表現(xiàn)更為出色。
不過,全固態(tài)電池在邁向產(chǎn)業(yè)化的征程中并非一帆風順。從技術層面來看,全固態(tài)電池需要攻克關鍵材料、界面和復合電極等方面的難題。例如,固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率相對較低,限制了電池的充放電速度;電極與電解質(zhì)之間的界面電阻較大,影響了電池的能量轉換效率。在成本控制方面,由于全固態(tài)電池生產(chǎn)工藝復雜,對設備和材料要求高,導致其制造成本居高不下,這成為阻礙其大規(guī)模應用的重要因素。而且,硫化物電解質(zhì)化學穩(wěn)定性較差,與正極材料兼容度差,且對氧氣和水分敏感,對生產(chǎn)工藝和環(huán)境提出了嚴苛要求。在生產(chǎn)過程中,硫化物固態(tài)電池生產(chǎn)線還會釋放硫化氫有毒氣體,對生產(chǎn)安全和設備長期抗腐蝕性能等方面構成挑戰(zhàn)。
盡管面臨挑戰(zhàn),但行業(yè)內(nèi)各方正積極應對。在技術研發(fā)上,加大投入,產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新,力求突破技術瓶頸。例如,通過納米界面修飾技術等手段突破離子傳導障礙,提升固態(tài)電解質(zhì)的性能。在產(chǎn)業(yè)生態(tài)構建方面,產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)加強合作,從材料供應、設備制造到電池生產(chǎn)、整車應用,形成緊密協(xié)作的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。設備廠商也在積極布局,為全固態(tài)電池生產(chǎn)提供關鍵設備。像利元亨詳細介紹了全固態(tài)電池所需的新設備,包括干法設備、電解質(zhì)熱復合設備等;先導智能成功打通全固態(tài)電池量產(chǎn)的全線工藝環(huán)節(jié),為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐。
展望未來,全固態(tài)電池若能成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,將對新能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠影響。在電動汽車領域,它將極大提升車輛的性能和用戶體驗,推動電動汽車市場的進一步擴張,重塑汽車市場的消費結構。在儲能領域,全固態(tài)電池的高能量密度和安全性也使其具有廣闊的應用前景,為電網(wǎng)儲能、分布式能源存儲等提供更可靠的解決方案。隨著技術的不斷成熟和成本的逐步降低,全固態(tài)電池有望成為能源領域的核心力量,為全球可持續(xù)發(fā)展注入新的活力 。