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作为极具前景的下一代电池技术,固态电池具备令人惊叹的能量密度和优异的高安全性能,未来市场应用潜力巨大,已成为全球新能源企业技术竞逐的焦点。
截至目前,包括比亚迪、长安、东风、吉利、蔚来、上汽、广汽、丰田、现代等车企,以及宁德时代、亿纬锂能、LG新能源、国轩高科、欣旺达、正力新能、孚能科技、瑞浦兰钧、力神电池、远景动力、比克电池、当升科技、恩捷股份、天赐材料、逸飞激光等众多电池厂商和材料、设备企业,都在发力固态电池。
近期,固态电池领域不断传来好消息。4月10日,上汽集团在2025“上汽之夜”发布会上宣布,上汽新一代固态电池将于今年底在全新MG4上量产应用,2027年上汽首款全固态电池“光启电池”将实现落地。
4月22日,逸飞激光与金羽新能签署战略合作协议,双方将在前期全固态电池合作开发的基础上,围绕全极耳固态电池、方形铝壳固态电池的设备研发、工艺优化、市场推广、产业链协同等方面展开全方位的战略合作。
逸飞激光将充分发挥“技术研发-工程转化-分析测试”一体化平台优势,为金羽新能提供从产品研发到落地的全周期技术支持,协助其完成全新固态电池产品极片段后工序的设备开发、优化及工艺定型。金羽新能将协同逸飞激光开展固态电池智能制造关键设备的开发,优化全极耳固态电池、方形铝壳固态电池的产品方案,打通全链条标准智造,加速固态电池商业化进程。
在整个新能源产业链企业的协同创新共同努力下,固态电池技术和制造工艺不断取得突破,量产装车落地和产业化进程不断加快。
广阔市场空间与技术挑战
目前,不少企业都给出了固态电池量产时间表。
宁德时代计划在2027年左右小批量生产全固态电池,目前已建立10Ah级全固态电池验证平台;比亚迪计划2027年左右启动全固态电池批量示范装车应用,2030年后实现大规模上车;长安汽车预计,其金钟罩全固态电池将在今年年底前实现功能样车首发,2026年实现固态电池装车验证,2027年推进全固态电池逐步量产。
相比传统的液态锂电池,固态电池具有高能量密度和高安全性等诸多优势,对液态电池形成碾压之势。受限于材料体系,液态锂电池能量密度已接近理论天花板,难以进一步提升。而固态电池的能量密度可轻松达到350Wh/kg以上,甚至500Wh/kg以上。
由于采用固态电解质替代传统液态电解液,固态电池拥有极为出色的安全性能。固态电解质一方面具备传导离子和隔绝电极的功能,另一方面其固态的特性也让电池在结构上更加稳定,具备耐高温、不可燃、无泄漏等特性,有望从根本上解决热失控风险。
固态电池应用前景非常广阔。据中银证券预测,2025年和2030年全球固态电池需求量将分别达到44.2GWh和494.9GWh。国海证券认为,未来全球固态电池出货量将高速增长,到2030年市场空间有望达到1500亿元以上。
不过值得注意的是,虽然固态电池量产进程不断加快,但现阶段仍存在多项关键技术和工艺难题尚未攻克,比如在高性能电极、复合电解质膜、高稳定性界面和制造工艺方面面临着巨大的挑战。业内人士指出,固态电池不是一家企业或一个研发机构单打独斗能完成的。从整个产业的角度来看,要支持联合创新的尝试。
产业链协同创新是必由之路
攻克固态电池大规模商业化的技术堡垒,需要全产业链的协同创新。目前国内不少锂电材料、设备厂商与下游新能源车企、电池企业客户合作,积极布局固态电池材料和设备的研发,协同推动固态电池产业化进程。
高镍和超高镍材料更能发挥高能量密度的性能优势,是目前固态电池正极材料的主流研发路线之一。据了解,当升科技开发的固态电池专用双相复合超高镍正极材料,采用超稳定快离子导体修饰技术,可以解决固态电解质与正极材料界面阻抗大、副反应严重等难题;采用新一代双相复合工艺,可以解决超高镍正极材料安全性差、产气严重等实用化问题。
对于全固态电池而言,目前国内主要汽车和电池企业,大多数都开始聚焦硫化物电解质技术路线。恩捷股份预计,2026年-2027年底建成千吨级硫化锂量产线,建成千吨级硫卤化物固态电解质量产线,实现超薄硫卤化物电解质批量生产;天赐材料开发出硫化锂路线的固态电解质,目前其硫化物路线的固态电解质处于中试阶段,现阶段主要配合下游电池客户做材料技术验证。
作为一种颠覆性的技术,固态电池对生产设备提出了新的更高要求。作为行业领先的精密激光加工智能装备供应商,逸飞激光积极协同产业链企业,加快固态电池工艺创新突破与产业化应用。除了与金羽新能源展开合作外,去年10月逸飞激光还与松山湖材料实验室签署协议,双方在固态电池电极关键工艺和装备领域协力合作。
目前,逸飞激光已针对固态电池封装技术与装备进行了系统开发,实现了固态电池电芯装配、模组PACK及智慧物流系统等装备的客户交付与应用。同时,公司开发了高动态激光加工技术、激光加工质量闭环监测系统、精准定制激光调质系统等新技术,率先将激光微加工技术用于固态电池的极片涂层表面处理、激光极片快速干燥等工艺,有助于降低固态电池电解液质量分数、优化NP比。
当下固态电池正处于产业迅速发展的关键时期,虽然过去几年在很多关键技术和工艺方面取得突破,但要实现大规模商业化装车仍需克服不少挑战,加强产业链协同是实现商业化落地的必由之路。
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