3月28日至3月(yuè)30日,中国电动汽车百人(rén)会论坛(2025)在京盛大召开。本次论坛以“夯实(shí)电动化 推(tuī)进智能化 实现高质量发展”为主题,汇聚(jù)了(le)来自(zì)政府、汽车、能源、交通等多个领域的代表(biǎo),共(gòng)同探(tàn)讨汽车产业的未来发展(zhǎn)方向与(yǔ)技(jì)术(shù)创新(xīn)路(lù)径。
容(róng)百集团研(yán)发(fā)体(tǐ)系总裁兼中央研究院(yuàn)院(yuàn)长李琮熙受(shòu)邀出席,并在动(dòng)力电池论坛上发表题为《全固态电池产业化(huà)技术进展》的主题演讲。会上(shàng),李琮(cóng)熙院长深入分析了全固态电池(chí)技术的发展现状及其在未来新能源汽(qì)车领域以及(jí)新兴行(háng)业(yè)中的重要(yào)性(xìng),并分享(xiǎng)了针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百科技(jì)在全固(gù)态电池方面的最新(xīn)研(yán)究成果和(hé)技术(shù)突破。
全固态电池是新兴领域(yù)发展的关键(jiàn)动力,市场(chǎng)前景(jǐng)广(guǎng)阔
李院(yuàn)长表示,全固态电池因其突破现有锂离(lí)子电(diàn)池(chí)技术壁垒(lěi)的潜力及多重优势而备受市场关注。凭(píng)借高安全性、高能量密(mì)度、长循环寿命与宽温域应用(yòng)等(děng)显著优(yōu)点,全固态电池广泛适用于电动飞机、eVTOL(电动(dòng)垂直起降飞行器(qì))及动力电(diàn)池等领域(yù),市场前景广阔。随着这些新兴行业的高速发展,未来全固态电池有望成为(wéi)推动(dòng)新兴领域突破的关键(jiàn)动力来(lái)源(yuán)。
目前,半固态电池已实现装车应用,预计2025年(nián)其(qí)需求(qiú)量将达到5GWh,2030年需(xū)求量将达到100GWh;全固态电池有望在(zài)2027年实现小批量装车,并于(yú)2030年开始规模化应用(yòng),届时预计需求量(liàng)将达到(dào)3GWh。特别是在自动(dòng)驾驶电动汽车(chē)、城(chéng)市空中交通(UAM)以及人形(xíng)机器人(rén)市场中(zhōng),全固态电池凭(píng)借其更高(gāo)的能量(liàng)密度和(hé)安全性,将成为(wéi)关键赋能技术。仅人形机器人市场而言,预计到2032年该市场的规模将(jiāng)达到约660亿(yì)美元,这预示着全固态电池可能重塑二次电池行业的游戏规则。
全固态电池的成本压力(lì)和技术瓶颈(jǐng)正在逐渐缓解(jiě)
李(lǐ)院长指出,尽管全固态电池被(bèi)认为能够解决当(dāng)前锂离(lí)子电池的缺(quē)陷(xiàn),但其在成本压力(lì)和(hé)技术瓶颈方面面临挑(tiāo)战。然而,随着(zhe)硫化(huà)物固态电(diàn)解质的成本因生产工艺优(yōu)化和规(guī)模化生产而显著降低,以及通过(guò)创新制造工(gōng)艺解决(jué)界面接触问题,这些障碍正逐渐(jiàn)被克服。
在成(chéng)本端,目前固态电解质(zhì)尚(shàng)未实现工业化批量制备,且对电池制造的环境要求较(jiào)高,最终导致固态电池成本较高,限(xiàn)制了全固态电池的产业化进(jìn)程。硫化(huà)物固态电(diàn)解(jiě)质(zhì)的关键(jiàn)原料——硫化(huà)锂的价格在几年前高达每千克1500美元,是液态电(diàn)解(jiě)质(zhì)的150倍,这导致硫化物固态电解质成本居高不下(xià),硫化物基固态电池电芯BOM成本也(yě)较(jiào)高。但通过工艺优化、提升良率、利(lì)用硫化(huà)氢等的(de)化学转化工艺技术,使得硫化锂的生(shēng)产成本正(zhèng)在迅速降低(dī)。预计到2035年,随着硫(liú)化锂和(hé)硫(liú)化物固态电解(jiě)质的规模化生产、干法电(diàn)极技术的(de)引(yǐn)入、安全材料和零部件设备的简(jiǎn)化,电芯BOM成本有望降至0.4元/Wh以下。
此(cǐ)外,在制造工(gōng)艺方面,全固态电(diàn)池(chí)“干”、“压”、“叠(dié)”等制(zhì)造工艺及设备不(bú)成熟,也是阻碍(ài)其产业化的卡点之一。在加压工(gōng)艺(yì)上,为(wéi)了解决全固态电池特有的(de)界面接触性(xìng)较差问题,需要(yào)借助能实现高温高压的WIP(等静压机(jī)),但这类设(shè)备以液体(tǐ)为压力介质(zhì),需要加入密封工序,仅(jǐn)这一工序就需要(yào)30分钟。而在近期,业内除了均匀加压设备,还创新性地引(yǐn)入了食品行业中的真空(kōng)设备工艺。实(shí)际案例显(xiǎn)示,通过这类(lèi)新型(xíng)设备已成功(gōng)制造出压缩率40%、厚度偏差在2.5%以内的全(quán)固态电(diàn)池电芯,这与传(chuán)统WIP(等静压机)设备效果相当。
在技术端,全固态(tài)电池面临的最大技(jì)术瓶(píng)颈是正极、负极与固(gù)态电解(jiě)质之间的高界面阻抗(kàng)。高界面阻抗的形成原因主要有二,一是材料接触时不可(kě)避免产生接触空隙,导致电化学不稳定(dìng)性增(zēng)高;二是在充放电过程(chéng)中电极体积膨胀会引发界面分离。对此,业内正在通(tōng)过固(gù)态电解质改性、采用高温(wēn)高压工艺扩大有效接触(chù)界面,以及在正极采用包覆铌/锆的(de)锂氧化(huà)物涂层技(jì)术、在负极引(yǐn)入中间层等多维度方案快速解决这些问题(tí)。
在全固(gù)态电池领域,干法电极技术虽被视为(wéi)关键工艺,但其使用的PTFE(聚四氟乙烯)粘结剂作为全(quán)氟化合物(wù),已被证实(shí)对环境和人体有(yǒu)害,目(mù)前欧美正讨论对其的(de)使(shǐ)用限制。为(wéi)此,行业正积极推动替代材料的开发,以(yǐ)及寻(xún)找(zhǎo)在降低PTFE用量的同时确保离子电导率(lǜ)不衰减的解决方案。例如,在干(gàn)法工艺中将聚丙烯酸与CMC(羧(suō)甲基纤维素(sù))交联(lián)形成的粘结剂,预涂(tú)覆于正极材料(liào),可以大幅减少70%以上(shàng)的(de)PTFE用量(liàng),同步解决(jué)环(huán)保问题与离子传(chuán)导(dǎo)需求。
针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百科(kē)技的全固态电(diàn)池材料开发(fā)与(yǔ)布局已取得显著进展
李院长表示,容(róng)百科技正积极推进全固态电(diàn)池(chí)正极材(cái)料、固态电(diàn)解质的产品开(kāi)发及产业化布(bù)局(jú),并(bìng)已经取得(dé)了显著进展。公司第一代全固态(tài)电池正极材(cái)料产品目前正处于吨级验证阶段,计划(huá)年内完成材料定型;第二代产品为超(chāo)高镍三元(yuán)材料,正在开发容(róng)量(liàng)达240mAh/g的(de)产品;第三代产品是基于富锂锰(měng)基技术,容量超(chāo)过300mAh/g的超高容量产品,目前正与重点客户(hù)联合推进前期开发。在硫化物固态电解质(zhì)方面,公司计划今年完成中试验证,并于2026年(nián)建成量产线。
具(jù)体(tǐ)来(lái)看,在全固态电(diàn)池正极材料开发上,针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百科(kē)技携手多家客(kè)户(hù)共同开发8系(xì)、9系(xì)产品,以(yǐ)及适用(yòng)于全固态电池的高密度富锂锰(Mn-rich)正极材料。其中,8系产品成本(běn)与(yǔ)现有材料(liào)体(tǐ)系相(xiàng)当,而(ér)其循环、存储性能达(dá)到行(háng)业领先(xiān)水平并获得客户认可。并且,针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百科技已(yǐ)率先实现了全固态电池用大单晶(jīng)技术的商业化应用,该技术在大(dà)幅(fú)增加晶粒尺(chǐ)寸的同时(shí),能(néng)够确(què)保更(gèng)高的容量、压实密度和(hé)更长的循环寿(shòu)命。产(chǎn)品(pǐn)自去(qù)年起已向头部客户完成吨级出货。此外(wài),针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百(bǎi)面向全固态电池(chí)开发的9系三元正极材料已(yǐ)实现单晶与(yǔ)多晶的双路线布局(jú)。在超高镍产(chǎn)品上(shàng),即使采(cǎi)用单晶结构(gòu),仍可实现(xiàn)230mAh/g以上的超高容量。单(dān)晶和多晶产品均已实现对国内外头部客户的吨级出货。
在(zài)固(gù)态电解(jiě)质方(fāng)面,针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百科技聚焦在硫化(huà)物(wù)与卤(lǔ)化物两大技术路(lù)线,开发了适(shì)配于硫化(huà)物和卤化物(wù)体系(xì)的湿法成膜和干法成(chéng)膜技术。公司(sī)的全(quán)固态软包电池在大气环(huán)境中经(jīng)过裁剪后,仍能为外部系统提供稳定(dìng)电源,显示出较好(hǎo)的安(ān)全性能。经测试验证(zhèng),应(yīng)用针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百科技1微米级LPSC硫化物(wù)固(gù)态(tài)电解质制备的全固态电池,在(zài)1000周循环后保持率在80%以上。
最后,李琮熙院长表示(shì),在全固态电池领域,针对金融机构及企事业单位等领域客户,打造出覆盖运营风险、业务产品营销、管理决策、综合后勤保障等前中后全方位的咨和容百科(kē)技(jì)致力于推动全固态电池技术的(de)突破与应用,公司将持续深(shēn)化从(cóng)正极材料到固(gù)态(tài)电解质等(děng)核心材料的研发及量产体系的构建(jiàn),助力全固态电池时代的(de)加(jiā)速(sù)到来!