中國粉體網(wǎng)訊 面對(duì)日韓等國家在固態(tài)電池技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),，國內(nèi)動(dòng)力電池行業(yè)通過推行半固態(tài)電池技術(shù),，加速技術(shù)追趕，縮小與國際先進(jìn)水平的差距,。作為全固態(tài)電池技術(shù)成熟前的可產(chǎn)業(yè)化方案,，半固態(tài)電池技術(shù)具有高安全性、與現(xiàn)有液態(tài)電池產(chǎn)線兼容性高,、工藝簡(jiǎn)單、成本較低等優(yōu)勢(shì)。
2024年,，蜂巢能源,、太藍(lán)新能源、清陶能源等電池企業(yè)紛紛推出半固態(tài)電池產(chǎn)品,，推動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。2024年也被視為半固態(tài)電池裝車元年，目前來看,，蔚來,、上汽、廣汽等車企均已發(fā)布半固態(tài)電池方案并部分實(shí)現(xiàn)裝車,。通過中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),，2024年上半年，我國半固態(tài)電池累計(jì)裝車量達(dá)2154.7 MWh,。
國內(nèi)半固態(tài)電池制造商技術(shù)及進(jìn)展
我國半固態(tài)電池制造商包括寧德時(shí)代,、億緯鋰能、贛鋒鋰業(yè),、國軒高科,、蜂巢能源等鋰電巨頭，同時(shí)還包括清陶能源,、太藍(lán)新能源,、衛(wèi)藍(lán)新能源等固態(tài)電池企業(yè)。
寧德時(shí)代,，2023年4月19日發(fā)布凝聚態(tài)電池,，能量密度500Wh/kg，2023年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)能力,；2023年7月,，寧德時(shí)代與商飛合資設(shè)立商飛時(shí)代，擬將凝聚態(tài)電池用于載人航空,。
億緯鋰能,，第一代產(chǎn)品是聚合物類固態(tài)電池的研究，目前已初步實(shí)現(xiàn)室溫下穩(wěn)定運(yùn)行,，將在微型電子產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,；第二代產(chǎn)品將進(jìn)一步開發(fā)固態(tài)化界面技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在高端消費(fèi)類產(chǎn)品的應(yīng)用,；第三代產(chǎn)品,，繼續(xù)提升界面的穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)力儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用,。億緯鋰能半固態(tài)電池目前已完成設(shè)計(jì)定型,，并裝車驗(yàn)證中,。
贛鋒鋰業(yè)，第一代半固態(tài)電池在針刺實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出優(yōu)異的安全性能,，針刺無起火,、爆炸等現(xiàn)象，并通過槍擊,、錘擊等極限安全測(cè)試,，2022年，贛鋒一代半固態(tài)電池已在全球率先實(shí)現(xiàn)裝車運(yùn)營,，在動(dòng)力,、3C數(shù)碼及儲(chǔ)能電池中應(yīng)用；第二代半固態(tài)電池則是金屬負(fù)極半固態(tài)電池,，能量密度大于400Wh/kg,，提高熱失控邊界，持續(xù)放電倍率大于5C,，包括400Wh/kg,、470Wh/kg、500Wh/kg多種規(guī)格,，均通過各項(xiàng)安全測(cè)試,。
國軒高科，擁有圓柱,、方形,、軟包等半固態(tài)電池產(chǎn)品體系，具體產(chǎn)品型號(hào)和性能指標(biāo)配套不同客戶的開發(fā)和生產(chǎn),；半固態(tài)電池單體能量密度360Wh/kg,，配套車型電池包電量160kWh，續(xù)航里程超1000 km,；400Wh/Kg的三元半固態(tài)電池目前在公司實(shí)驗(yàn)室已有原型樣品,。
蜂巢能源，推出了第一代和第二代果凍電池,，其中,，第二代果凍電池突破了中高鎳摻硅體系膨脹的瓶頸，采用了二代果凍電解質(zhì)和一體化復(fù)合正極技術(shù),，有效地抑制了內(nèi)部短路的擴(kuò)展,。目前，蜂巢能源已經(jīng)建立了一個(gè)4800㎡的果凍電池試制線,，并且第二代果凍電池即將進(jìn)入B樣階段,，已經(jīng)得到了國際某知名OEM的高度好評(píng)。2024年7月4日,，蜂巢能源還發(fā)布了能量密度266Wh/kg的三元半固態(tài)電池產(chǎn)品,，電池容量為150Ah,，具備2.2C的快充能力和1800次的循環(huán)壽命。
清陶能源,，2024年5月,，上汽集團(tuán)旗下智己品牌的L6搭載清陶能源光年固態(tài)電池上市，該電池為清陶能源第一代半固態(tài)電池,，采用聚合物、氧化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)路線,，保留了隔膜與10wt%以內(nèi)的電解液,，正極為納米尺寸固態(tài)電解質(zhì)包覆的高鎳三元，負(fù)極為復(fù)合硅碳,，結(jié)構(gòu)上則采用方形鋁殼而非軟包電池設(shè)計(jì),，搭載準(zhǔn)900v高壓架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)12分鐘續(xù)航400km的快充性能,。
太藍(lán)新能源,，2022年重慶一期建成半固態(tài)電池產(chǎn)能0.2GWh，半固態(tài)小動(dòng)力電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨,；2023年重慶二期2GWh和安徽淮南10GWh動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)園啟動(dòng)建設(shè),；2023年4月推出4C超快充半固態(tài)電池；2024年8月長(zhǎng)安汽車戰(zhàn)略入股,，11月聯(lián)合長(zhǎng)安汽車發(fā)布無隔膜半固態(tài)電池技術(shù),。
衛(wèi)藍(lán)新能源，2023年6月,，360Wh/kg半固態(tài)鋰電池交付蔚來,，續(xù)航突破1000km；2023年下半年量產(chǎn)交付280Ah儲(chǔ)能半固態(tài)電池,，主要為三峽,、海博思創(chuàng)、國電投等儲(chǔ)能項(xiàng)目供貨,，目前,，半固態(tài)鋰電池儲(chǔ)能柜已投入使用；并且已為多家國內(nèi)外無人機(jī),、機(jī)器人,、便攜電源等客戶供貨320Wh/kg小動(dòng)力半固態(tài)電池。
國內(nèi)半固態(tài)電池車企技術(shù)及進(jìn)展
國內(nèi)車企以自主研發(fā)或合作方式推進(jìn)半固態(tài)電池陸續(xù)裝車,，布局半固態(tài)電池技術(shù)的車企包括傳統(tǒng)燃油車及新能源汽車巨頭,，蔚來、賽力斯,、上汽集團(tuán),、東風(fēng)汽車,、長(zhǎng)安汽車等車企紛紛與固態(tài)電池廠商展開合作致力于半固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車，如蔚來與衛(wèi)藍(lán)新能源,，賽力斯與贛鋒鋰業(yè),，上汽與清陶能源，長(zhǎng)安汽車與太藍(lán)新能源等,。
蔚來,，2021年1月，蔚來發(fā)布150 kWh的半固態(tài)電池,，采用了蔚來汽車與衛(wèi)藍(lán)新能源合作開發(fā)的半固態(tài)軟包電芯,，單電芯能量密度為360Wh/kg；2024年4月,，蔚來宣布搭載150 kWh電池包的2024款ET7,，實(shí)測(cè)續(xù)航均突破了1000km，全新ES6,、ET7,、ES7、ET5,、EC7和ET5旅行版共6款車型的手冊(cè)中都添加了關(guān)于150 kWh電池包的詳細(xì)信息,。
賽力斯，SERES5搭載贛鋒鋰業(yè)第一代固態(tài)電池,，能量密度為260Wh/kg,，2023年6月已經(jīng)實(shí)現(xiàn)交付。
上汽集團(tuán),，2024年5月旗下品牌智己L6車型搭載清陶能源光年固態(tài)電池上市,，按計(jì)劃，10月該車型將正式交付用戶,。
東風(fēng)汽車,，2022年1月，由東風(fēng)汽車與贛鋒鋰業(yè)合作開發(fā)的高比能固態(tài)電池,，成功在東風(fēng)E70搭載,；2023年1月，東風(fēng)嵐圖“追光”量產(chǎn)車型正式下線,，采用能量密度為170 Wh/kg的半固態(tài)電池,。
長(zhǎng)安汽車，2023年11月,，長(zhǎng)安汽車表示公司半固態(tài),、固態(tài)電池能量密度達(dá)到350-500Wh/kg，將于不晚于2027年逐步量產(chǎn)應(yīng)用,，2030年實(shí)現(xiàn)全面普及應(yīng)用,；2030年將推出液態(tài),、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯,，電池產(chǎn)能將達(dá)到150GWh以上,；2024年4月，長(zhǎng)安汽車表示集團(tuán)研發(fā)的半固態(tài)電池將于2026年年底上市,；2024年11月,，聯(lián)合太藍(lán)新能源發(fā)布了無隔膜半固態(tài)電池技術(shù)，無隔膜半固態(tài)動(dòng)力電池在2024年將實(shí)現(xiàn)方形鋁殼電池樣件生產(chǎn),，2025年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)樣包開發(fā),，2026年實(shí)現(xiàn)裝車驗(yàn)證。
半固態(tài)電池技術(shù)路線
半固態(tài)電池電解質(zhì)技術(shù)路線主要以聚合物電解質(zhì)跟氧化物電解質(zhì)的發(fā)展方向?yàn)橹�,，聚合物固態(tài)電解質(zhì)質(zhì)量輕、粘彈性好,、機(jī)械加工性能優(yōu)良,，但由于聚合物電解質(zhì)中離子傳輸主要發(fā)生在無定形區(qū)，而室溫條件下未經(jīng)改性的聚合物結(jié)晶度高,，導(dǎo)致離子電導(dǎo)率較低,，影響電池大電流充放電能力，因此在技術(shù)研究方向上去降低聚合物結(jié)晶度可以進(jìn)一步提高電導(dǎo)率和離子遷移數(shù),，提升動(dòng)力學(xué)性能,，另外通過設(shè)計(jì)和合成新型聚合物電解質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)更高的離子電導(dǎo)率,；氧化物固態(tài)電解質(zhì)分為晶態(tài)和玻璃態(tài)兩類,，晶態(tài)固體電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性高，可以在大氣環(huán)境下穩(wěn)定存在,，有利于固態(tài)電池的規(guī)�,；a(chǎn)，目前技術(shù)研究方向?yàn)樘岣呤覝仉x子電導(dǎo)率及其和電極的相容性兩方面,。
半固態(tài)電池正極材料路線,，2023年之前以中鎳三元與磷酸鐵鋰應(yīng)用為主，之后高鎳三元憑借其高能量密度成為了半固態(tài)電池正極材料的可選項(xiàng),，鐵鋰技術(shù)路線以高壓密材料以及磷酸錳鐵鋰為技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),，隨著半固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展，正極材料的涂層改性和界面優(yōu)化成為進(jìn)一步優(yōu)化方向,，旨在提升材料的電子電導(dǎo)率和離子擴(kuò)散系數(shù),，提升電池整體性能。
半固態(tài)電池負(fù)極材料路線,，硅基負(fù)極和鋰金屬負(fù)極以其高比容量和低成本潛力成為未來技術(shù)發(fā)展主要趨勢(shì),，其中鋰金屬負(fù)極作為半固態(tài)電池負(fù)極材料的終極形態(tài),，其高理論比容量和低電極電位為實(shí)現(xiàn)高能量密度半固態(tài)電池提供了可能。
小結(jié)
就目前固態(tài)電池市場(chǎng)而言,，無論是全固態(tài)電池的成本問題,，還是電池性能的問題，都不是短時(shí)間內(nèi)能夠解決的,，當(dāng)全固態(tài)電池這些問題無法解決時(shí),，動(dòng)力電池很可能會(huì)止步于半固態(tài)電池階段。而半固態(tài)電池的能量密度高于傳統(tǒng)的液態(tài)電池,，提供了更長(zhǎng)的續(xù)航里程,，具有更高的安全性能，相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池具有顯著的綜合性能優(yōu)勢(shì),。
參考來源：
太藍(lán)新能源《固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)展白皮書》
中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟
各企業(yè)官網(wǎng),、發(fā)布會(huì)及公開消息
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡(jiǎn)）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除,！
