中國(guó)粉體網(wǎng)訊  面對(duì)日韓等國(guó)家在固態(tài)電池技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池行業(yè)通過(guò)推行半固態(tài)電池技術(shù)，加速技術(shù)追趕，縮小與國(guó)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(lái)看，蔚來(lái)、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(guò)中國(guó)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(guó)半固態(tài)電池累計(jì)裝車量達(dá)2154.7 MWh。

國(guó)內(nèi)半固態(tài)電池制造商技術(shù)及進(jìn)展

我國(guó)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(guó)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(kāi)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(wú)起火、爆炸等現(xiàn)象，并通過(guò)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(yíng)，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(guò)各項(xiàng)安全測(cè)試。

國(guó)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(kāi)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(guó)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(wú)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(lái)，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(guó)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(guó)內(nèi)外無(wú)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(guó)內(nèi)半固態(tài)電池車企技術(shù)及進(jìn)展

國(guó)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(lái)、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(kāi)合作致力于半固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車，如蔚來(lái)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(lái)，2021年1月，蔚來(lái)發(fā)布150 kWh的半固態(tài)電池，采用了蔚來(lái)汽車與衛(wèi)藍(lán)新能源合作開(kāi)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(lái)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(kāi)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(wú)隔膜半固態(tài)電池技術(shù)，無(wú)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(kāi)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)橹鳎�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(wú)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(guò)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)�；�生產(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(lái)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(wú)論是全固態(tài)電池的成本問(wèn)題，還是電池性能的問(wèn)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(wèn)題無(wú)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(lái)源：

太藍(lán)新能源《固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)展白皮書(shū)》

中國(guó)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(kāi)消息

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡(jiǎn)）

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