作為極具前景的下一代電池技術(shù)，固態(tài)電池具備令人驚嘆的能量密度和優(yōu)異的高安全性能，未來市場(chǎng)應(yīng)用潛力巨大，已成為全球新能源企業(yè)技術(shù)競(jìng)逐的焦點(diǎn)。
截至目前，包括比亞迪、長(zhǎng)安、東風(fēng)、吉利、蔚來、上汽、廣汽、豐田、現(xiàn)代等車企，以及寧德時(shí)代、億緯鋰能、LG新能源、國(guó)軒高科、欣旺達(dá)、正力新能、孚能科技、瑞浦蘭鈞、力神電池、遠(yuǎn)景動(dòng)力、比克電池、當(dāng)升科技、恩捷股份、天賜材料、逸飛激光等眾多電池廠商和材料、設(shè)備企業(yè)，都在發(fā)力固態(tài)電池。
近期，固態(tài)電池領(lǐng)域不斷傳來好消息。4月10日，上汽集團(tuán)在2025“上汽之夜”發(fā)布會(huì)上宣布，上汽新一代固態(tài)電池將于今年底在全新MG4上量產(chǎn)應(yīng)用，2027年上汽首款全固態(tài)電池“光啟電池”將實(shí)現(xiàn)落地。
4月22日，逸飛激光與金羽新能簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將在前期全固態(tài)電池合作開發(fā)的基礎(chǔ)上，圍繞全極耳固態(tài)電池、方形鋁殼固態(tài)電池的設(shè)備研發(fā)、工藝優(yōu)化、市場(chǎng)推廣、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等方面展開全方位的戰(zhàn)略合作。
逸飛激光將充分發(fā)揮“技術(shù)研發(fā)-工程轉(zhuǎn)化-分析測(cè)試”一體化平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，為金羽新能提供從產(chǎn)品研發(fā)到落地的全周期技術(shù)支持，協(xié)助其完成全新固態(tài)電池產(chǎn)品極片段后工序的設(shè)備開發(fā)、優(yōu)化及工藝定型。金羽新能將協(xié)同逸飛激光開展固態(tài)電池智能制造關(guān)鍵設(shè)備的開發(fā)，優(yōu)化全極耳固態(tài)電池、方形鋁殼固態(tài)電池的產(chǎn)品方案，打通全鏈條標(biāo)準(zhǔn)智造，加速固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程。
在整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新共同努力下，固態(tài)電池技術(shù)和制造工藝不斷取得突破，量產(chǎn)裝車落地和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快。
01
廣闊市場(chǎng)空間與技術(shù)挑戰(zhàn)
目前，不少企業(yè)都給出了固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間表。
寧德時(shí)代計(jì)劃在2027年左右小批量生產(chǎn)全固態(tài)電池，目前已建立10Ah級(jí)全固態(tài)電池驗(yàn)證平臺(tái);比亞迪計(jì)劃2027年左右啟動(dòng)全固態(tài)電池批量示范裝車應(yīng)用，2030年后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模上車;長(zhǎng)安汽車預(yù)計(jì)，其金鐘罩全固態(tài)電池將在今年年底前實(shí)現(xiàn)功能樣車首發(fā)，2026年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池裝車驗(yàn)證，2027年推進(jìn)全固態(tài)電池逐步量產(chǎn)。
相比傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池，固態(tài)電池具有高能量密度和高安全性等諸多優(yōu)勢(shì)，對(duì)液態(tài)電池形成碾壓之勢(shì)。受限于材料體系，液態(tài)鋰電池能量密度已接近理論天花板，難以進(jìn)一步提升。而固態(tài)電池的能量密度可輕松達(dá)到350Wh/kg以上，甚至500Wh/kg以上。
由于采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解液，固態(tài)電池?fù)碛袠O為出色的安全性能。固態(tài)電解質(zhì)一方面具備傳導(dǎo)離子和隔絕電極的功能,另一方面其固態(tài)的特性也讓電池在結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定，具備耐高溫、不可燃、無泄漏等特性，有望從根本上解決熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
固態(tài)電池應(yīng)用前景非常廣闊。據(jù)中銀證券預(yù)測(cè)，2025年和2030年全球固態(tài)電池需求量將分別達(dá)到44.2GWh和494.9GWh。國(guó)海證券認(rèn)為，未來全球固態(tài)電池出貨量將高速增長(zhǎng)，到2030年市場(chǎng)空間有望達(dá)到1500億元以上。
不過值得注意的是，雖然固態(tài)電池量產(chǎn)進(jìn)程不斷加快，但現(xiàn)階段仍存在多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和工藝難題尚未攻克，比如在高性能電極、復(fù)合電解質(zhì)膜、高穩(wěn)定性界面和制造工藝方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)人士指出，固態(tài)電池不是一家企業(yè)或一個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)單打獨(dú)斗能完成的。從整個(gè)產(chǎn)業(yè)的角度來看，要支持聯(lián)合創(chuàng)新的嘗試。
02
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新是必由之路
攻克固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化的技術(shù)堡壘，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新。目前國(guó)內(nèi)不少鋰電材料、設(shè)備廠商與下游新能源車企、電池企業(yè)客戶合作，積極布局固態(tài)電池材料和設(shè)備的研發(fā)，協(xié)同推動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
高鎳和超高鎳材料更能發(fā)揮高能量密度的性能優(yōu)勢(shì)，是目前固態(tài)電池正極材料的主流研發(fā)路線之一。據(jù)了解，當(dāng)升科技開發(fā)的固態(tài)電池專用雙相復(fù)合超高鎳正極材料，采用超穩(wěn)定快離子導(dǎo)體修飾技術(shù)，可以解決固態(tài)電解質(zhì)與正極材料界面阻抗大、副反應(yīng)嚴(yán)重等難題;采用新一代雙相復(fù)合工藝，可以解決超高鎳正極材料安全性差、產(chǎn)氣嚴(yán)重等實(shí)用化問題。
對(duì)于全固態(tài)電池而言，目前國(guó)內(nèi)主要汽車和電池企業(yè)，大多數(shù)都開始聚焦硫化物電解質(zhì)技術(shù)路線。恩捷股份預(yù)計(jì)，2026年-2027年底建成千噸級(jí)硫化鋰量產(chǎn)線，建成千噸級(jí)硫鹵化物固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)超薄硫鹵化物電解質(zhì)批量生產(chǎn);天賜材料開發(fā)出硫化鋰路線的固態(tài)電解質(zhì)，目前其硫化物路線的固態(tài)電解質(zhì)處于中試階段，現(xiàn)階段主要配合下游電池客戶做材料技術(shù)驗(yàn)證。
作為一種顛覆性的技術(shù)，固態(tài)電池對(duì)生產(chǎn)設(shè)備提出了新的更高要求。作為行業(yè)領(lǐng)先的精密激光加工智能裝備供應(yīng)商，逸飛激光積極協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，加快固態(tài)電池工藝創(chuàng)新突破與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。除了與金羽新能源展開合作外，去年10月逸飛激光還與松山湖材料實(shí)驗(yàn)室簽署協(xié)議，雙方在固態(tài)電池電極關(guān)鍵工藝和裝備領(lǐng)域協(xié)力合作。
目前，逸飛激光已針對(duì)固態(tài)電池封裝技術(shù)與裝備進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了固態(tài)電池電芯裝配、模組PACK及智慧物流系統(tǒng)等裝備的客戶交付與應(yīng)用。同時(shí)，公司開發(fā)了高動(dòng)態(tài)激光加工技術(shù)、激光加工質(zhì)量閉環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、精準(zhǔn)定制激光調(diào)質(zhì)系統(tǒng)等新技術(shù)，率先將激光微加工技術(shù)用于固態(tài)電池的極片涂層表面處理、激光極片快速干燥等工藝，有助于降低固態(tài)電池電解液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、優(yōu)化NP比。
當(dāng)下固態(tài)電池正處于產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，雖然過去幾年在很多關(guān)鍵技術(shù)和工藝方面取得突破，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化裝車仍需克服不少挑戰(zhàn)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地的必由之路。
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