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丰田汽车沉寂已久的固态电池又有动静和希望了。6月28日,丰田公布新一代电动化技术进展,性能型锂离子电池、普及型磷酸铁锂电池、高性能型锂离子电池和全固态电池共4类新一代电池,将从2026年起依次投入市场。其中,全固态电池正以2027—2028年推出为目标全力推进研发。据悉,搭载固态电池的车型续航里程将达到1000公里以上,实现快充只需10分钟。
同时,广汽集团在科技日发布全固态电池。据了解,该款全固态电池采用了第三代海绵硅负极和高面容量固态正极技术万博客服在线登录,其能量密度可达到400Wh/kg以上,较当前量产液态锂离子电池,体积能量密度提升52%以上,质量能量密度提升50%以上,可轻松实现超1000公里续航。广汽集团表示,将在2026年完成全固态电池开发,将首先搭载于旗下昊铂车型。
作为全球动力电池领军企业,宁德时代也在今年4月首次公布了全固态电池研发和量产时间表。“宁德时代的目标是到2027年小批量生产全固态电池,因为大批量生产仍然会面临成本等问题。”宁德时代首席科学家吴凯对此仍持谨慎态度,“如果用技术和制造成熟度作为评价体系(以1至9打分),公司的全固态电池研发目前处于4分的水平。”
相较传统锂离子电池,全固态电池由于潜在的安全性、高能量密度、高功率特性和温度适应性等多维优势,被国际上普遍认为是下一代新能源动力电池技术的首选方案。目前各国均加大投入攻关该颠覆性技术。梳理国内外公司发布的全固态电池产业时间表,产业化主要集中在2027年至2030年。比如,韩国SK On称,正在开发高分子氧化物复合和硫化物两种固态电池,目标是到2026年生产出原型产品,2028年实现商业化。而三星SDI也在开发一种没有负极的固态电池,预计将于2027年量产。
根据电解质液含量的不同,电池可以分为液态(液体含量10wt%至25wt%)、半固态(液体含量5wt%至10wt%)、准固态(液体含量0wt%至5wt%)和全固态(液体含量0wt%)四大类。“半固态电池是液态电池和固态电池之间的一种过渡产品,不能直接称为固态电池。”全国乘联会秘书长崔东树明确表示。但现实情况是,大部分企业发布的新电池技术概念都在往这个“筐”里装。
在他看来,全固态电池落地产业化近期应面向电池300Wh/kg(重量比能量)、600Wh/L(体积比能量)的目标,打通全固态电池全技术链。中期应以面向500Wh/kg、1000Wh/L为目标,2035年前实现商业化。“规模产业化时间,不是实验室的样品,更不是论文。所谓的近期就是3年至5年,中期就是5年至10年。”欧阳明高解释。
在材料层面,硫化物电解质化学稳定性、空气稳定性差,批量生产难,基础硫化锂成本高。同时,硅碳负极存在体积膨胀大的问题,而锂负极还不成熟。在界面层面,电极材料、固态电解质的界面相容性不够,包括界面的副反应、固—固界面机械接触等。在电极层面,高面载复合电极应变条件下的电荷输运缓慢。在电芯片层面,环境控制成本高,制作效率比较低。此外,车载工况下的电芯性能综合评估也没有相关评价标准。
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