搭載業內首個準900V超快充固態電池，實現超1000公里的CLTC續航里程;該電池采用干法一體成型耐高溫固態電解質，可實現“整包無熱蔓延不起火”’，峰值充電功率達400kW，充電12分鐘續航增加400km。日前，上汽智己發布了旗下最新車型——智己L6，聲稱“超快充固態電池首次量產上車”。

　　近期，固態電池相關技術頻頻取得新進展。重慶太藍新能源宣布，已成功研發出世界首塊車規級全固態鋰金屬電池，單體容量為120Ah，實測能量密度達到了720Wh/kg;蔚來汽車表示，其150kWh固態電池已進入量產階段，計劃在第二季度上線投入使用;廣汽集團緊隨其后發布100%固態電解質的全固態電池，宣稱該技術已從實驗室走向量產應用階段，預計將在2026年搭載于昊鉑車型上。

　　被業界公認為“下一代電池技術”的固態電池已提前到來?

　　動力電池是新能源汽車的核心部件，成本約占整車的40%，直接影響著電動汽車的續航能力和安全性。當前，以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為代表的液態鋰離子電池已發展成為行業主流技術。然而，隨著電池技術更迭，液態鋰電池能量密度已經接近理論“天花板”，在不更新材料的前提下，很難取得大幅提升。

　　而固態電池使用固體電解質替代了傳統鋰電池的電解液和隔膜，可搭配能量密度更高的正負極材料，理論上更安全、能量密度更高、循環性能更強，一旦實現商業化將帶來顛覆性變革。

　　目前，全固態電池已成為全球電池科技的競爭焦點，以日韓為代表的動力電池生產大國紛紛加注，以期在未來能源技術競爭中占據制高點。早在2020年，韓國三星SDI就已宣稱研發出能量密度900Wh/L且循環壽命超過1000次的硫化物全固態電池;LG新能源計劃2028年推出聚合物固態電池和硫化物固態電池，2030年推出性能更高的硫化物固態電池。日本豐田在固態電池技術方面申請的專利數量居全球首位，已從最初的材料探索，逐步轉移到電芯的試制，并宣布于2027年或2028年實現固態電池量產。

　　而我國在固態電池方面投入的資金、人才以及論文產出已經世界領先。除了汽車廠商外，不僅寧德時代、贛鋒鋰業、天賜材料等鋰電龍頭企業不斷加大研發投入，還出現了重慶太藍新能源、北京衛藍新能源、清陶能源等一批“專攻”固態電池的初創企業。

　　雖然固態電池研發進入新一輪熱潮，但目前市面上宣稱可量產應用的“固態電池”，并不是真正意義上的全固態電池，而是半固態電池。

　　以智己L6標榜的“固態電池”為例，該電池一經發布，就備受爭議。騰勢汽車總經理兼首席共創官趙長江在微博發文表示“就是在玩文字游戲”。這款電池的生產商清陶能源聯合創始人、總經理李崢更是坦言，為增強固態電解質的鋰離子導電性，，在電解質中加入了10%的浸潤液。嚴格來說，該電池屬于半固態電池。

　　除了電解質性狀，全固態電池作為一種“顛覆性”技術，在電芯能量密度、安全性、充放電性能等方面也應大幅領先現有液態鋰電池。當前，主流液態三元鋰電池能量密度可以達到260Wh/kg~280Wh/kg。然而，不論是智己L6的“固態電池”，還是蔚來的150kWh電池，其電芯能量密度都在約350Wh/kg，相較最高水平的三元鋰電池，性能優勢并不明顯。此外，固態電池應該采用全新正負極材料體系，而這些“半固態電池”正負極材料與液態鋰電池正負極材料相似，無法發揮固態電解質的全部性能。

　　相較智己L6的“固態電池”，重慶太藍新能源公司發布的全固態電池，正極材料采用富鋰錳基材料，負極材料選用不同于現有主流石墨、硅基材料的鋰金屬，電解質采用氧化物固態電解質，封裝采用鋁塑膜軟包，在實驗室中測得的電芯能量密度高達720Wh/kg，不論是從材料體系，還是從性能參數等方面都滿足了業界對固態電池的設想。不過，該款電池仍停留在實驗室小樣階段，距工業化量產應用還有一定距離。

　　全固態電池技術開發難點究竟在哪里?目前，全固態電池在功率性能、循環、材料開發、電芯制造、系統設計等方面均存在較大挑戰。從基礎研究層面看，固態電池存在循環差，倍率和低溫性能不理想等問題;從工程化層面看，產業鏈配套仍不成熟，材料開發和生產工藝均需要突破;從量產推廣層面看，成本、規模化量產設備、一致性等問題有待提前布局;從整車應用層面看，快充能力、高低溫性能、循環性能以及脈沖功率均需要進行適配性開發。

　　此外，在能量密度層面，基于現有的石墨或硅的負極材料體系，無論電解質是什么形態，電池的能量密度不會有本質提高。因此能量密度探索的重點方向是金屬鋰負極，而相對于液態電解質，固態電解質更適合與金屬鋰結合。然而，鋰金屬負極技術現在還不成熟，在提高界面潤濕性，增大界面穩定性以及抑制鋰枝晶等方面亟待進一步突破。

　　電池材料創新是一個長期積累、久久為功的過程。當前市場相繼傳出關于“固態電池”、“半固態電池”量產上車和落地應用的消息，反映出動力電池技術在不斷變革升級。可以預見的是，未來幾年，將是固態電池攻堅的關鍵階段，誰最先破題，讓全固態電池走出實驗室實現真正的量產應用，誰就有機會引領市場需求，在電動汽車時代占據更大主動權。

　　作者：張維佳　　來源：中國電子報、電子信息產業網