全固態(tài)電池是當(dāng)前電池技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)方向,甚至一度被認(rèn)為是新能源動力電池的「終極解決方案」。
傳統(tǒng)鋰離子電池使用液態(tài)電解質(zhì),存在易燃、易爆等安全隱患,而全固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì),能夠顯著提升電池的安全性和能量密度。
此外,全固態(tài)電池還具備更高的快充性能和更長的使用壽命,被認(rèn)為是未來新能源汽車和儲能系統(tǒng)中的理想選擇,但是由于在電解質(zhì)性能、生產(chǎn)工藝和部分原材料供應(yīng)方面存在的問題,全固態(tài)電池如何實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)一直被認(rèn)為是一個(gè)業(yè)界難題,業(yè)內(nèi)普遍的觀點(diǎn)是,全固態(tài)電池的商業(yè)化和量產(chǎn)大約在 2027 年左右才會有關(guān)鍵性突破。
但是國軒高科目前邁出的關(guān)鍵一步,或許能讓我們更早的用上真正的全固態(tài)電池。
在 2025 年全球科技大會上,國軒高科宣布其建成了首條 0.2GWh 全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)線,核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)了 100% 的國產(chǎn)化,并且已經(jīng)開始裝車路測。
國軒高科的金石電池最近在量產(chǎn)的幾個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)上都有突破。材料上,新硫化物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率提升了 60%,空氣穩(wěn)定性也有顯著提高,正負(fù)極材料的克容量實(shí)現(xiàn)了較大突破,在高精密涂布等關(guān)鍵技術(shù)的加持下,金石電池單體容量提升了 150%,預(yù)緊力下降 90%,同時(shí)電池經(jīng)受住了針刺、熱箱、外短、過充、擠壓等嚴(yán)苛的安全考驗(yàn)。
金石電池目前正在測試的增程式車型的電池包系統(tǒng)電量為 51.1kWh,系統(tǒng)能量密度 220Wh/kg;純電車型版本系統(tǒng)能量密度則可提升至 280Wh/kg,續(xù)航突破 1000km。
除了金石全固態(tài)電池,國軒高科這次還發(fā)布了一款 G 垣準(zhǔn)固態(tài)電池。
這塊電池采用固態(tài)化設(shè)計(jì),能量密度達(dá)到 300Wh/kg,能夠?yàn)榧冸娹I車提供超過 1000 公里的續(xù)航里程。其獨(dú)特的固態(tài)化設(shè)計(jì)如同為電池穿上了一件「納米級防彈衣」,在 3mm 鋼針穿刺的嚴(yán)苛測試中,保持了「不起火、不爆炸」的高安全性。此外,G垣準(zhǔn)固態(tài)電池還采用了獨(dú)創(chuàng)的自適應(yīng)固固界面技術(shù),構(gòu)建離子傳輸高速通道,保障電池在全生命周期內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)行。
除了乘用車電池之外,針對重型卡車應(yīng)用場景,國軒高科推出了全球首款單包電量 116kWh 的 G 行超級重卡標(biāo)準(zhǔn)箱。該產(chǎn)品能量密度達(dá)到 175Wh/kg,融合了四槍并充技術(shù)和 1000V 高壓平臺,能夠?qū)崿F(xiàn)兆瓦級超充, 在 600V – 1000V 寬域電壓智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的支持下,用戶可以根據(jù)實(shí)際需求靈活擴(kuò)展電量。
該產(chǎn)品最大的特點(diǎn)是其搭載的「零衰減」 技術(shù),重卡標(biāo)準(zhǔn)箱整體能夠在前 3000 次循環(huán)中實(shí)現(xiàn)容量零衰減,使用壽命可達(dá) 12 年或 10000 次循環(huán),支持 120 萬+ 公里的行駛里程,有效解決了重卡用戶對于電池效率衰減的焦慮,同時(shí),重卡標(biāo)準(zhǔn)箱采用低溫活性正極材料、超寬溫域電解液體系和低溫適配電芯配方,能夠讓電池在 – 40℃的極端低溫環(huán)境下,仍能實(shí)現(xiàn)高效充電。
對于目前概念火熱的錳材料電池,國軒高科也有布局。啟晨二代電池采用了自主研發(fā)的 LMFP(鋰錳鐵磷)正極材料,通過「LatticeFuse 超溶體」「高熵?fù)诫s技術(shù)」以及「沙丘自組網(wǎng)電極設(shè)計(jì)」三大創(chuàng)新,國軒高科攻克了錳鐵鋰材料的導(dǎo)電性、壓實(shí)密度與循環(huán)壽命等關(guān)鍵問題,新一代材料實(shí)現(xiàn)了超高壓實(shí)密度 2.58g/cm3,5C 倍率放電比容量達(dá)到 140mAh/g。
基于此材料,啟晨二代電池支持 10 分鐘快充補(bǔ)能,其整體能量密度躍升至 240Wh/kg,在 -20℃ 下容量保持率高達(dá) 93%,并且通過 PACK 層級嚴(yán)苛熱失控測試,能夠?qū)崿F(xiàn) 「零熱蔓延」。在發(fā)布會上,國軒高科透露,該電池可滿足純電車型 850 公里、混動車型 1500 公里以上的續(xù)航需求。
無論是固態(tài)電池還是兆瓦閃充技術(shù),都需要有儲能技術(shù)的同步支持。國軒高科這次也推出了名為「乾元」的儲能電池系統(tǒng),其采用了模塊化拼接的集成化方案,單艙儲能容量高達(dá) 20MWh,設(shè)計(jì)壽命長達(dá) 25 年,在七級安全防護(hù)體系下,配合大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù),乾元智儲能夠在極端環(huán)境下做到安全可靠運(yùn)行,并實(shí)現(xiàn)故障的快速預(yù)警與高效處理。
在目前的新能源滲透率逐年增長的趨勢下,電池技術(shù)和產(chǎn)品的市場空間也迎來了一波突破,有機(jī)構(gòu)預(yù)測,中國固態(tài)電池市場規(guī)模預(yù)計(jì)在 2030 年達(dá)到 200 億元左右的規(guī)模,并且低空經(jīng)濟(jì)、機(jī)器人等新技術(shù)還會讓這個(gè)市場進(jìn)一步擴(kuò)大。
目前,寧德時(shí)代和比亞迪以及布局較早的豐田對于固態(tài)電池的規(guī)劃都是在 2027-2030 年左右實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),國軒高科則是憑借硫化物路線提前在市場中占據(jù)了一席之地。
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