TrendForce集邦咨詢(xún)旗下固態(tài)電池研究中心獲悉，在4月28日的CIBF2024先進(jìn)電池前沿技術(shù)研討會(huì)上，寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱首次公布全固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間表。

吳凱稱(chēng)，如果用技術(shù)和制造成熟度作為評(píng)價(jià)體系（以1-9打分），寧德時(shí)代的全固態(tài)電池研發(fā)目前處于4分的水平。寧德時(shí)代的目標(biāo)是到2027年達(dá)到7-8分的水平，意味著屆時(shí)可以小批量生產(chǎn)全固態(tài)電池，但大批量生產(chǎn)仍然會(huì)面臨成本等問(wèn)題。

吳凱稱(chēng)，目前液態(tài)鋰電池的能量密度可以達(dá)到350Wh/Kg，但再往上提高很難，而全固態(tài)電池在能量密度和安全性等方面表現(xiàn)優(yōu)異，有巨大潛力。

寧德時(shí)代的固態(tài)電池路線(xiàn)

據(jù)TrendForce集邦咨詢(xún)旗下固態(tài)電池研究中心了解，根據(jù)電解質(zhì)的不同，當(dāng)前固態(tài)電池技術(shù)主要分為四種主流技術(shù)路徑：氧化物、聚合物、鹵化物和硫化物固態(tài)電池。

根據(jù)吳凱在2024年CIBF同期論壇上的演講，寧德時(shí)代采取的是硫化物路線(xiàn)。

針對(duì)硫化物電解質(zhì)的環(huán)境穩(wěn)定性問(wèn)題，寧德時(shí)代采用兩種策略：一是用可逆雙親性分子疏水層包覆設(shè)計(jì)提高空氣穩(wěn)定性，二是開(kāi)發(fā)新型合成路線(xiàn)和低含鋰量材料降低成本。

吳凱認(rèn)為，固態(tài)電池僅將電解質(zhì)從液態(tài)替換為固態(tài)的價(jià)值并不大，真正的顛覆性創(chuàng)新在于適配全新的材料體系，例如全固態(tài)鋰金屬電池。

面對(duì)鋰金屬負(fù)極存在的問(wèn)題，寧德時(shí)代采取了雙重策略：

一方面，利用相變自填充技術(shù)強(qiáng)化電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)；另一方面，通過(guò)親鋰性界面層設(shè)計(jì)構(gòu)筑界面離子傳輸“高速公路”，從而發(fā)揮鋰金屬負(fù)極的高性能。

在正極材料方面，寧德時(shí)代研發(fā)了單晶正極多層級(jí)全包覆技術(shù)，以此增強(qiáng)界面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并結(jié)合多功能復(fù)合粘接劑構(gòu)建高效的極片導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。

在制造工藝上，寧德時(shí)代打通了干/濕法極片制備和電芯一體化成型工藝方案，并且已經(jīng)建立10Ah級(jí)全固態(tài)電池驗(yàn)證平臺(tái)。

值得一提的的，目前日韓也多以硫化物全固態(tài)電池為主要技術(shù)路線(xiàn)，如豐田在固態(tài)電池領(lǐng)域就一直堅(jiān)持硫化物路線(xiàn)。

寧德時(shí)代的固態(tài)電池布局

作為全球最大的動(dòng)力電池生產(chǎn)商，寧德時(shí)代全固態(tài)電池的研發(fā)和量產(chǎn)進(jìn)展一直是業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。

盡管關(guān)于寧德時(shí)代在固態(tài)電池領(lǐng)域的進(jìn)展鮮有報(bào)道，但實(shí)際上該公司早已在這一前沿技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了布局和投入。

2023年4月，寧德時(shí)代發(fā)布了凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達(dá)500Wh/kg。該電池采用半固態(tài)的膠質(zhì)電解液，是一種介于液態(tài)電池與固態(tài)電池之間的技術(shù)路線(xiàn)。

2023年12月，寧德時(shí)代在投資者互動(dòng)平臺(tái)上表示，公司致力于解決固態(tài)電池的各種工程技術(shù)難題，并擁有大量技術(shù)儲(chǔ)備。當(dāng)前公司的凝聚態(tài)電池比固態(tài)電池可更快實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高比能與高安全。

在今年3月15日晚舉行的業(yè)績(jī)解讀會(huì)上，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群表示，公司非常重視固態(tài)電池，已經(jīng)進(jìn)行了多年的布局，最近加大很多投入。

曾毓群表示，固態(tài)電池有3條技術(shù)路線(xiàn)，即氧化物路線(xiàn)、硫化物路線(xiàn)、及聚合物路線(xiàn)，目前還有很多基本的科學(xué)問(wèn)題待解決，如大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴(kuò)散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在數(shù)量級(jí)差異、固固界面難以始終保持良好接觸等，在突破這些科技問(wèn)題后，還會(huì)遇到產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。

在專(zhuān)利技術(shù)方面，寧德時(shí)代亦有所布局，于4月9日宣布獲得一項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，專(zhuān)利名稱(chēng)為“粘結(jié)劑、制備方法、負(fù)極漿料、負(fù)極極片、固態(tài)電池及用電裝置”，公開(kāi)號(hào)為CN117165222B，申請(qǐng)日為2023年11月2日。

固態(tài)電池成兵家必爭(zhēng)之地

固態(tài)電池技術(shù)雖然在能量密度、安全性和循環(huán)壽命方面展現(xiàn)出巨大潛力，但其量產(chǎn)之路卻充滿(mǎn)挑戰(zhàn)，主要難題包括高昂成本、復(fù)雜工藝、界面穩(wěn)定性以及供應(yīng)鏈不成熟等。

盡管如此，全球企業(yè)仍在競(jìng)相爭(zhēng)奪這一技術(shù)高地，并取得不少進(jìn)展。

日韓方面，以豐田、日產(chǎn)等為代表的日企已表態(tài)將在2028年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。

三星SDI目標(biāo)是在2027年量產(chǎn)全固態(tài)電池。美國(guó)QuantumScape和Solid Power等的固態(tài)電池產(chǎn)品已進(jìn)入A樣階段，SES鋰金屬固態(tài)電池更是則進(jìn)入B樣階段。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，太藍(lán)新能源4月2日宣布研制出單體容量120Ah、能量密度720Wh/kg的全固態(tài)鋰金屬電池。

4月12日，廣汽埃安昊鉑發(fā)布能量密度超400Wh/Kg的全固態(tài)電池。

在一系列企業(yè)和技術(shù)的推動(dòng)下，固態(tài)電池的市場(chǎng)關(guān)注度持續(xù)升溫。

文：集邦固態(tài)電池