摘要

全固態(tài)電池量產(chǎn)與商業(yè)化應(yīng)用仍存技術(shù)瓶頸。

近日，廣汽集團正式發(fā)布全固態(tài)電池技術(shù)，并對細(xì)節(jié)進(jìn)行了具體披露。

據(jù)了解，廣汽全固態(tài)電池采用100%固態(tài)電解質(zhì)，使用溫域在-40℃～100℃，能量密度達(dá)到400Wh/kg 以上，續(xù)航可超1000公里。

據(jù)廣汽官方數(shù)據(jù)，該全固態(tài)電池較當(dāng)前量產(chǎn)液態(tài)鋰離子電池，體積能量密度提升52%以上，質(zhì)量能量密度提升50%以上。

2024年，在車企和電池企業(yè)同在差異化賽道的背景下，固態(tài)電池迎來產(chǎn)業(yè)窗口期。最為值得注意的是，相較于此前在被認(rèn)為是“過渡狀態(tài)”的半固態(tài)電池領(lǐng)域取得多項進(jìn)展，近期市場的關(guān)注焦點更集中于“鋰電池技術(shù)終局”的全固態(tài)電池。

在廣汽發(fā)布全固態(tài)電池技術(shù)的不久前，太藍(lán)新能源宣布了成功研發(fā)出車規(guī)級全固態(tài)鋰金屬電池，單體容量為120Ah，實測能量密度達(dá)到了720Wh/kg。

通過對兩家披露信息的比較，可以發(fā)現(xiàn)兩家全固態(tài)電池技術(shù)與材料上的相似性。首先，廣汽集團和太藍(lán)新能源都采用了高性能復(fù)合電解質(zhì)。

廣汽集團的全固態(tài)電池采用了結(jié)合氧化物、硫化物等物質(zhì)的混合物，形成高強致密復(fù)合電解質(zhì)膜；太藍(lán)新能源則表示“搭配了太藍(lán)新能源獨有的高性能氧化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)”。

其次，在解決全固態(tài)鋰電池的固-固界面阻抗、鋰離子電導(dǎo)率問題方面，二者在正極材料上皆進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)布局，通過構(gòu)建高容量離子傳輸界面以及電子、離子傳輸網(wǎng)絡(luò)，提升電池的穩(wěn)定性以及續(xù)航性能。

而廣汽集團與太藍(lán)新能源全固態(tài)電池能量密度的差距來源主要在與負(fù)極材料所帶來的差異。

資料顯示，廣汽全固態(tài)電池采用了第三代海綿硅復(fù)合負(fù)極材料，太藍(lán)新能源則采用了超寬、超薄且兼具高循環(huán)穩(wěn)定性和高倍率的復(fù)合鋰金屬基材料。

從技術(shù)路線來看，全固態(tài)電池的負(fù)極材料主要分為金屬鋰負(fù)極、碳基負(fù)極以及氧化物負(fù)極這三大類，且遵循著從石墨到硅碳，再到硅氧，最終邁向金屬鋰的清晰路徑。

無論采用何種材料，應(yīng)用的關(guān)鍵目的在于提高能量密度、降低體積膨脹。廣汽的第三代海綿硅復(fù)合負(fù)極材料采用高強度3D支撐基體、活性納米非晶硅、快離子導(dǎo)體包覆層的技術(shù)與工藝，實現(xiàn)了1500mAh/g克容量，30%體積膨脹率下降以及135%的循環(huán)穩(wěn)定性提升。

整體上，在技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品制備階段，各家已經(jīng)取得了相應(yīng)的成果。而全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化走向成熟的下一步則在于量產(chǎn)與應(yīng)用。

據(jù)了解，廣汽全固態(tài)電池目前尚未到達(dá)商業(yè)化量產(chǎn)進(jìn)程，預(yù)計后期將于廣汽因湃電池工廠生產(chǎn)，并將于2026年率先搭載于昊鉑車型；太藍(lán)新能源則未公布該款全固態(tài)鋰金屬電池的量產(chǎn)裝車時間線。

目前全固態(tài)電池量產(chǎn)與商業(yè)化的瓶頸遠(yuǎn)未到成本衡量階段，而是技術(shù)上仍存在亟待解決的方向。

一方面，充放電過程中鋰膨脹會導(dǎo)致電池壽命太短，使得全固態(tài)電池電池不能持續(xù)多次充放電循環(huán)，只有10次循環(huán)壽命；

另一方面，鋰離子在固態(tài)材料中電導(dǎo)率偏低，導(dǎo)致全電池阻抗大，影響電池的循環(huán)性能和倍率性能，需要通過高壓下將材料相結(jié)合來解決這個問題。

這或許解釋了廣汽選擇將全固態(tài)電池率先配套昊鉑車型的原因——想要搭載全固態(tài)電池，800V高壓必不可少。

審核編輯：劉清