今年以来,全固态电池产业化进展持续加速。包括宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、国轩高科等在内的众多电池厂商,纷纷发布全固态电池产品或宣布量产时间表。比亚迪、长安、上汽、广汽、东风、丰田、本田、奔驰、日产、通用等国内外车企,都在大力筹划全固态电池在3-5年内装车。
全固态电池的能量密度优势极其出色。目前液态锂电池能量密度的理论极限大约在350Wh/kg,市场主流的液态三元电池的能量密度通常在260Wh/kg-280Wh/kg之间。而全固态电池能量密度,可以轻松达到400Wh/kg 甚至500Wh/kg以上。
不仅是在新能源汽车领域,全固态电池凭借其高能量密度、高安全性等优势,在低空经济、机器人等领域应用前景也非常广阔,同时对正极材料的性能指标也提出了更高的要求,高镍、超高镍也将迎来大展拳脚的历史机遇。
固态电池装车快马加鞭
“当前全固态电池的技术路线,要聚焦以硫化物电解质为主体电解质,匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线。”中国科学院院士欧阳明高表示,全固态电池要以比能量400Wh/kg、循环寿命1000次以上为性能目标,确保2027年实现轿车小批量装车,2030年实现规模量产。
据了解,去年比亚迪成功从试生产线上下线了一款60Ah全固态电池。比亚迪采用硫化物电解质、高镍三元正极和硅基负极技术组合研制出的全固态电池,能量密度已达到400Wh/kg,预计在2030年后实现大规模商业化。
上汽集团宣布,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”将落地。长安汽车也表示,正在加快推进下一代电池开发,预计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,能量密度达400Wh/kg。
电池厂商方面,亿纬锂能在其第二届锂电池大会上宣布,该公司将在2026年实现生产工艺突破,推出能量密度达到350Wh/kg和800Wh/L的全固态电池;在2028年推出1000Wh/L以上的高比能全固态电池产品。
“公司计划2026年推出第一代全固态电池产品,2027年推出第二代全固态电池产品。”欣旺达也表示,该公司目前已具备/储备的先进固态电池技术,包括高镍正极和硅基负极/锂金属负极的硫化物全固态电池,以及新型锂硫固态电池。
除此之外,国轩高科发布的车规级硫化物全固态电池“金石电池”,实现350Wh/kg的能量密度,预计2027年实现小批量生产及装车测试。比克电池则表示,该公司开发的固态电池产品能量密度可达360Wh/Kg,其正极使用超高镍三元材料,计划在2025年底推出390Wh/Kg的产品。
抢攻高镍技术堡垒
高镍材料具有很大的技术壁垒,特别是全固态电池对高镍的性能要求更加严苛,目前不少国内材料厂商都在积极抢攻固态高镍技术堡垒。
据当升科技透露,该公司已与清陶能源等固态电池客户建立了紧密的战略合作关系,成功开发出多款兼顾高能量密度、高倍率、高安全性特点的固态电池用双相复合超高镍正极材料。目前,该公司相关产品已在无人机等新兴市场得到应用。
“固态电池前驱体,绝大部分使用的是高镍及超高镍材料,公司的高镍及超高镍材料,对于硫化物、氧化物、聚合物这三种形式的固态电池均适用。”中伟股份表示,根据机构数据, 2024年该公司高镍、超高镍三元前驱体在全球的市场份额分别高达31.7%、89.5%。
近期容百科技在公开场合表示,目前该公司已经开发出适配于硫化物全固态电池的高镍8系和9系正极,成本与现有材料体系相当,性能表现优异。据透露,该公司8系单晶固态正极材料S83L在2024年实现吨级出货,9系单晶固态正极材料S93LS在2024年实现近吨级出货。
除此之外,芳源股份也透露,该公司可生产固态电池用的高镍三元材料,目前已达到吨级出货量。天力锂能透露,该公司研发的9系高镍产品,目前在固态电池的头部公司已完成小试及中试测试,电池包能量密度超过400Wh/kg。格林美也表示,该公司在适配固态电池9系超高镍正极及前驱体等技术上均有布局,且均有吨级以上产品出货。
高镍正极材料是提升电池能量密度的重要方向,与全固态电池在技术上相辅相成。业内分析认为,随着全固态电池技术的发展,高镍及超高镍材料将迎来巨大增长空间。