重磅突破!全固态电池让电动车续航大幅增加,自燃风险成为历史

国内首条大容量全固态电池产线刚刚建成,它能让500公里续航的车直接跑出1000公里,这条产线目前只能小批量测试生产,“量产”的时间表已经排到了2027年之后。

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01 为什么全固态电池被称作“终极方案”?

全固态电池和传统锂电池的根本区别,在于把液态电解液换成了固态电解质。 这个“以固代液”的变化,解决了传统电池的两大痛点,能量密度低和安全隐患大。

传统锂电池的液态电解液在高温下容易分解,导致电池寿命缩短甚至热失控。 全固态电池采用的固态电解质耐热性可以达到三四百摄氏度以上,远高于传统液态电解液的一百多摄氏度不到两百摄氏度。

能量密度方面,全固态电池的表现同样出色。 广汽集团研发负责人透露,目前开发的全固态电池能量密度比现有电池高了接近一倍。 这意味着同样重量的电池,续航里程可以实现翻倍,500公里续航的车型在使用全固态电池后,续航有望突破1000公里。

除了安全和能量密度优势,全固态电池还展现出长循环寿命和宽温域应用的特点。

02 干法工艺与电解质革新

全固态电池的“无液”优势源于生产线的两大关键革新,干法电极工艺和电解质材料创新。

在负极制造环节,干法工艺直接将传统液态电池需要经过的原浆、涂布、滚压三道独立工序“三合一”。 这种简化不仅降低了能耗,还提升了生产效率,为大规模量产奠定了基础。

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面容量从传统湿法工艺的不到5毫安时每平方厘米,提升至最高7.7毫安时每平方厘米,使得电池能量密度显著提高。

固态电解质材料是全固态电池的另一核心突破。 研究人员摒弃传统液态电解液,改用自主研发的固态电解质材料。 近期我国科研团队攻克了全固态金属锂电池的固-固界面接触难题,通过三项关键技术解决了这一“卡脖子”问题。

“碘离子胶水”能在电池工作时自动填补电极与电解质间的缝隙,让界面更紧密;“柔性骨架”让脆硬的电解质变得像“可拧麻花的保鲜膜”,显著提高耐久度;“氟化物保护壳”即使在高压和120℃高温下也能保持稳定,针刺测试也不爆炸。 这三道“保险”让固态电池在安全性与续航上实现“双满格”。

03 从实验室到量产的时间表

随着技术突破的不断涌现,全固态电池的产业化进程正在加速。

广汽集团已建成国内首条大容量全固态电池产线,计划在2026年进行小批量的装车实验,2027年到2030年期间逐步实现批量生产。

东风汽车也在积极布局,已构建自主可控的关键材料、固态电芯、电池系统、整车产品研发与供应链体系。 东风汽车研发总院张薇博士表示,纯电动汽车最高续航突破1000公里,明年就能上车。

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全球范围内,日本丰田宣布最早在2027年推出搭载全固态电池的电动车型,并初步建设年产10GWh的固态电池工厂。 奇瑞汽车展出的全固态电池模组计划于2026试运行、2027年全面量产,届时整车续航有望冲击1500公里大关。

研究机构EVTank预测,到2030年,全球固态电池出货量将达到614GWh,其中全固态电池占比接近30%。 这场技术“竞速赛”正将全固态电池的商业化落地,以超乎预期的速度照进现实。

04 中试到量产的“最后一公里”

尽管前景广阔,全固态电池从实验室走向大规模量产仍面临诸多挑战。

作为连接实验室研发与规模化量产的关键桥梁,中试环节的推进质量直接决定固态电池产业化进程。 按目前进展来看,2030年前固态电池达到商业竞争力成本的难度较大,预计要到2030年之后才有望实现。

实验线到中试线再到量产线,产能逐级放大数十倍甚至上百倍,中试到量产的周期短则2年至3年,长则3年至5年。 今年及明年是国内全固态电池实验线向兆瓦时中试线转换阶段,超20家企业正在大力建设兆瓦时全固态电池中试线。

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固态电池的产业链仍存在诸多待解问题与挑战,包括原材料供应、固态电解质材料的大规模合成以及工艺定型等环节。 全固态电池的起点很高,从2025年350Wh/kg的能量密度,到2035年达到500Wh/kg的发展目标,技术难度很大。

在全固态电池的竞技场上,硫化物、氧化物、聚合物三条技术路线正展开激烈角逐,各自有不同的优势和挑战。 不同技术路线的竞争格局,也增加了全固态电池产业化路径的不确定性。

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