近日，國(guó)軒高科宣布建成首條全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)線，在行業(yè)中實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。恩捷股份、寧德時(shí)代、億緯鋰能、贛鋒鋰業(yè)等公司均在近期發(fā)布固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)展，標(biāo)志著全固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)入新階段。

權(quán)威專家接受記者采訪時(shí)表示，硫化物固態(tài)電池預(yù)計(jì)在2027年將實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，但全固態(tài)電池大規(guī)模應(yīng)用仍有較長(zhǎng)的路要走。還有專家表示，固態(tài)電池是推動(dòng)當(dāng)前熱門(mén)的智能汽車、低空飛行器、人形機(jī)器人等領(lǐng)域發(fā)展的重要力量。其中，固態(tài)電池的研發(fā)投產(chǎn)進(jìn)度基本決定以eVTOL(電動(dòng)垂直起降飛行器)為代表的低空飛行器的爆發(fā)時(shí)間。

全固態(tài)電池研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)入新階段

5月17日，國(guó)軒高科宣布其全固態(tài)電池——金石電池實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。材料創(chuàng)新上，硫化物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率提升60%，空氣穩(wěn)定性顯著提高，正負(fù)極材料的克容量也實(shí)現(xiàn)較大突破，在材料科學(xué)方面為全固態(tài)電池的發(fā)展筑牢根基。國(guó)軒高科首條全固態(tài)實(shí)驗(yàn)線也正式貫通，100%線體自主開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)0.2GWh，通過(guò)高精密涂布等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高達(dá)90%的良品率。金石全固態(tài)電池研發(fā)負(fù)責(zé)人潘瑞軍博士透露，此條實(shí)驗(yàn)線核心設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)100%，目前已開(kāi)始裝車路測(cè)。根據(jù)計(jì)劃，國(guó)軒高科還將于2026年落地2GWh量產(chǎn)線。

5月15日，電池行業(yè)巨頭寧德時(shí)代的公告顯示，公司在固態(tài)電池技術(shù)方面持續(xù)投入，預(yù)計(jì)到2027年有望實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，技術(shù)水平處于行業(yè)領(lǐng)先。關(guān)于與商飛的合作，公司透露其凝聚態(tài)電池能量密度最高可達(dá)500Wh/kg(瓦時(shí)每千克)，正在推進(jìn)民用電動(dòng)載人飛機(jī)項(xiàng)目，執(zhí)行航空級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試，以確保安全和質(zhì)量。

億緯鋰能方面近期也公開(kāi)透露，在全固態(tài)電池領(lǐng)域已完成小軟包電池組裝工藝開(kāi)發(fā)，百兆瓦時(shí)的中試線預(yù)計(jì)在2025年投入運(yùn)行；公司計(jì)劃于2026年推出主要應(yīng)用于混合動(dòng)力領(lǐng)域的高功率全固態(tài)電池，于2028年逐步推出400Wh/kg的高比能全固態(tài)電池。

贛鋒鋰業(yè)公告稱，已形成固態(tài)電池全鏈路布局，在硫化物電解質(zhì)及原材料、氧化物電解質(zhì)、金屬鋰負(fù)極、電芯、電池系統(tǒng)等固態(tài)電池關(guān)鍵環(huán)節(jié)具備了研發(fā)、生產(chǎn)能力，并加快推動(dòng)固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用。5月13日，公司方面回答投資者時(shí)表示，公司二代混合固態(tài)鋰電池采用了金屬鋰作為負(fù)極，在固態(tài)電池方面開(kāi)發(fā)的高比能電池能量密度達(dá)到420Wh/kg，循環(huán)壽命超過(guò)700次，并開(kāi)發(fā)出能量密度達(dá)到500Wh/kg的樣品，可通過(guò)200℃熱箱與針刺等嚴(yán)苛的安全測(cè)試。

恩捷股份近日舉辦了全固態(tài)硫化物新品發(fā)布會(huì)，發(fā)布超純硫化鋰、超細(xì)硫化物固態(tài)電解質(zhì)以及高電導(dǎo)硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜等核心材料，為固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化提供支撐。

全固態(tài)電池大規(guī)模應(yīng)用仍需時(shí)日

談及轎車用全固態(tài)電池發(fā)展路線和關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高認(rèn)為，國(guó)際主要汽車企業(yè)和電池企業(yè)均逐步聚焦到硫化物全固態(tài)電池，主流技術(shù)路線基本清晰。眾多企業(yè)已經(jīng)建立了小批量供應(yīng)能力，但需要重點(diǎn)攻克大規(guī)模生產(chǎn)工藝。2025年至2027年將以石墨/低硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池為主，以能量密度200—300Wh/kg為目標(biāo)。2027年至2030年，高硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池有望成為主流路線，能量密度以400Wh/kg和800Wh/L(瓦時(shí)每升)為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)高容量低膨脹長(zhǎng)循環(huán)硅碳負(fù)極，優(yōu)化高鎳三元復(fù)合正極和硫化物復(fù)合電解質(zhì)，面向下一代乘用車電池應(yīng)用。鋰負(fù)極硫化物全固態(tài)電池，能量密度500Wh/kg和1000Wh/L將成為2030年至2035年的行業(yè)目標(biāo)。

潘瑞軍向記者介紹，目前，全球全固態(tài)電池的量產(chǎn)進(jìn)度仍以手工樣件為主。全固態(tài)電池面臨諸多技術(shù)難點(diǎn)，其產(chǎn)線與液態(tài)電池產(chǎn)線差異較大，需要開(kāi)發(fā)專用設(shè)備。關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于固固界面接觸以及固態(tài)隔膜工藝，其中固態(tài)隔膜工藝需通過(guò)涂布的方式制作出薄的固態(tài)電解質(zhì)膜。

鑒于全固態(tài)電池技術(shù)難度較高，半固態(tài)電池成為一種折中的選擇。其優(yōu)勢(shì)在于可以沿用液態(tài)電池設(shè)備，僅需對(duì)材料和設(shè)備進(jìn)行微調(diào)。同時(shí)，半固態(tài)電池能夠兼顧高能量密度和安全性，其能量密度可達(dá)350—360Wh/kg，相較于液態(tài)鐵鋰的200—250Wh/kg和三元電池的250—300Wh/kg，具有明顯優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前行業(yè)共識(shí)是先實(shí)現(xiàn)350Wh/kg半固態(tài)電池的量產(chǎn)，再通過(guò)材料和工藝的迭代來(lái)提升性能，這是目前主流的發(fā)展路徑。結(jié)合公開(kāi)資料來(lái)看，“半固態(tài)+全固態(tài)”雙重路線已成為包括國(guó)軒高科、蜂巢能源在內(nèi)的多家電池企業(yè)的選擇。

固態(tài)電池成為eVTOL等未來(lái)科技爆發(fā)關(guān)鍵

不少電池企業(yè)開(kāi)發(fā)固態(tài)電池時(shí)均與低空飛行器、人形機(jī)器人等應(yīng)用相聯(lián)系。寧德時(shí)代、贛鋒鋰業(yè)、國(guó)軒高科等均明確提到了和eVTOL、無(wú)人機(jī)等低空飛行器企業(yè)的合作。

國(guó)軒高科首席科學(xué)家、G垣準(zhǔn)固態(tài)電池朱星寶告訴記者，當(dāng)前，半固態(tài)電池計(jì)劃在五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速的市場(chǎng)推廣。國(guó)軒高科在高比能電池(500Wh/kg)方面，已經(jīng)完成了A樣的開(kāi)發(fā)，并且通過(guò)了500圈循環(huán)測(cè)試，達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)計(jì)2025年5月底至6月初，國(guó)軒高科工研總院將正式對(duì)該高比能電池項(xiàng)目立項(xiàng)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，該高比能電池適用于eVTOL，以滿足其對(duì)高倍率性能的需求；同時(shí)也適用于機(jī)器人和無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域，針對(duì)這些應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)發(fā)熱控制的要求，可以通過(guò)低內(nèi)阻設(shè)計(jì)以及新一代的BMS(電池管理系統(tǒng))來(lái)解決散熱問(wèn)題。

中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)原副秘書(shū)長(zhǎng)馬仿列表示，電動(dòng)智能汽車、低空經(jīng)濟(jì)與人形機(jī)器人蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)鋰電池需求攀升，預(yù)計(jì)2030年全球需求將達(dá)3800GWh。其中，電動(dòng)智能汽車、低空經(jīng)濟(jì)、人形機(jī)器人領(lǐng)域電池需求預(yù)估分別為3500GWh、200GWh和100GWh。當(dāng)前，鋰電池是這些產(chǎn)業(yè)的主流選擇，未來(lái)將全面向固態(tài)電池演進(jìn)。

湖南大學(xué)教授黃靚認(rèn)為，eVTOL等低空飛行器發(fā)展對(duì)電池的高比能、高功率、快充和長(zhǎng)壽命提出更高要求，全固態(tài)電池能量密度需逐步突破400Wh/kg至600Wh/kg，其研發(fā)投產(chǎn)進(jìn)度基本對(duì)以eVTOL為代表的載人電動(dòng)低空飛行器爆發(fā)至關(guān)重要。

華泰證券近期發(fā)布的研報(bào)認(rèn)為，2025年有望迎來(lái)半固態(tài)電池批量交付和全固態(tài)電池研發(fā)加速。目前車廠的品牌宣傳已經(jīng)進(jìn)入到競(jìng)賽階段，低空與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)成為固態(tài)電池潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。相關(guān)環(huán)節(jié)涵蓋鹵化物/聚合物固態(tài)電解質(zhì)、鋰金屬集流體、電解質(zhì)膜、硅基負(fù)極、三元正極材料、干電極等。