TrendForce集邦咨詢旗下固態(tài)電池研究中心獲悉，在4月28日的CIBF2024先進電池前沿技術研討會上，寧德時代首席科學家吳凱首次公布全固態(tài)電池的量產(chǎn)時間表。

吳凱稱，如果用技術和制造成熟度作為評價體系（以1-9打分），寧德時代的全固態(tài)電池研發(fā)目前處于4分的水平。寧德時代的目標是到2027年達到7-8分的水平，意味著屆時可以小批量生產(chǎn)全固態(tài)電池，但大批量生產(chǎn)仍然會面臨成本等問題。

吳凱稱，目前液態(tài)鋰電池的能量密度可以達到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。

寧德時代的固態(tài)電池路線

據(jù)TrendForce集邦咨詢旗下固態(tài)電池研究中心了解，根據(jù)電解質(zhì)的不同，當前固態(tài)電池技術主要分為四種主流技術路徑：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，寧德時代采取的是硫化物路線。

針對硫化物電解質(zhì)的環(huán)境穩(wěn)定性問題，寧德時代采用兩種策略：一是用可逆雙親性分子疏水層包覆設計提高空氣穩(wěn)定性，二是開發(fā)新型合成路線和低含鋰量材料降低成本。

吳凱認為，固態(tài)電池僅將電解質(zhì)從液態(tài)替換為固態(tài)的價值并不大，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。

面對鋰金屬負極存在的問題，寧德時代采取了雙重策略：

一方面，利用相變自填充技術強化電解質(zhì)結構，抑制鋰枝晶的生長；另一方面，通過親鋰性界面層設計構筑界面離子傳輸“高速公路”，從而發(fā)揮鋰金屬負極的高性能。

在正極材料方面，寧德時代研發(fā)了單晶正極多層級全包覆技術，以此增強界面結構的穩(wěn)定性，并結合多功能復合粘接劑構建高效的極片導電網(wǎng)絡。

在制造工藝上，寧德時代打通了干/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級全固態(tài)電池驗證平臺。

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

寧德時代的固態(tài)電池布局

作為全球最大的動力電池生產(chǎn)商，寧德時代全固態(tài)電池的研發(fā)和量產(chǎn)進展一直是業(yè)界關注的重點。

盡管關于寧德時代在固態(tài)電池領域的進展鮮有報道，但實際上該公司早已在這一前沿技術領域進行了布局和投入。

2023年4月，寧德時代發(fā)布了凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達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)電池之間的技術路線。

2023年12月，寧德時代在投資者互動平臺上表示，公司致力于解決固態(tài)電池的各種工程技術難題，并擁有大量技術儲備。當前公司的凝聚態(tài)電池比固態(tài)電池可更快實現(xiàn)量產(chǎn)，并且能夠實現(xiàn)高比能與高安全。

在今年3月15日晚舉行的業(yè)績解讀會上，寧德時代董事長曾毓群表示，公司非常重視固態(tài)電池，已經(jīng)進行了多年的布局，最近加大很多投入。

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

在專利技術方面，寧德時代亦有所布局，于4月9日宣布獲得一項發(fā)明專利授權，專利名稱為“粘結劑、制備方法、負極漿料、負極極片、固態(tài)電池及用電裝置”，公開號為CN117165222B，申請日為2023年11月2日。

固態(tài)電池成兵家必爭之地

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

盡管如此，全球企業(yè)仍在競相爭奪這一技術高地，并取得不少進展。

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

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

國內(nèi)市場方面，太藍新能源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)和技術的推動下，固態(tài)電池的市場關注度持續(xù)升溫。

文：集邦固態(tài)電池