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电池技术正加速从液态向固态迭代2025年08月13日 来源:
中国石化报 作者:
?技术突破:宁德时代自生成负极技术有望跨越技术壁垒。 ?过渡策略:半固态电池将会长期占据主流市场,硫化物涂覆膜为过渡材料。 ?终端布局:多家企业用钢壳电池,适配固态电池量产需求。 颠覆性固态电池技术储备有望跨越技术壁垒。宁德时代的自生成负极技术通过取消传统石墨负极材料,直接利用金属锂或钠在集流体表面沉积来形成负极结构,解决了传统石墨负极对电池能量密度(理论比容量在350~400毫安时/克)的限制,这对拟应用于固态电池的新一代硅基负极,甚至是理想状态下的锂金属负极形成技术迭代升级。一方面,减少了传统负极的重量和体积占比,满足充电宝、微型无人机等小型消费类电子产品电池轻便化的发展需求。另一方面,从根本上解决了传统金属负极由于无法避免的锂枝晶生长带来的热失控等安全问题和容量衰减问题,满足动力和储能等领域高安全性、高能量密度的发展需要。 此外,国内提出基于钙钛矿材料的固态电解质解决方案有望打破现阶段硫化物、氧化物、聚合物和卤化物四大主流路线技术僵局。凭借钙钛矿独特的晶体结构和化学稳定性,在适配高电压正极材料之余,还可避免电解质在高电压下分解引发的安全问题,并满足固态离子传导,适配电动汽车、储能电站等高功率需求。 固态电池配套用材也在不断革新主导材料发展方向。在隔膜领域,尽管全固态电池由于结构变化,隔膜将面临被取消风险,但预计半固态电池以平衡性能与成本的优势,将会长期占据主流市场,且待全固态电池在高端电动车、长续航储能等场景实现商业化后,半固态电池仍将会在中低端市场长期存在,形成“半固态为主、全固态为辅”的技术生态。根据彭博新能源财经预测,2035年全球半固态电池约占固态电池构成的70%。因此,半固态电池用隔膜将长期保留。 当前,尽管硫化物固态电解质尚未取得突破性成果,但多家企业已将硫化物固态电解质涂覆膜作为过渡性材料路径加速布局,即通过将硫化物涂覆膜与少量液态电解液复合,以达到缓解纯固态体系的界面阻抗问题,并显著提升电池的安全性的目的。此外,企业通过“以过渡促突破”策略来平衡“技术可行性”与“产业落地性”,正成为行业从液态向固态技术迭代的重要实践方向。一方面,硫化物涂覆膜可依托现有涂布设备实现量产,材料成本通过规模化生产有望降至纯固态电解质的1/3;另一方面,通过过渡性产品积累的界面调控、工艺参数等经验,可为未来纯硫化物固态电池的研发提供数据支撑。 值得关注的是,华为、苹果等智能终端设备领先企业在其最新一代产品中都不再采用外壳为流延聚丙烯(CPP)薄膜的软包电池结构,而是采用钢壳电池结构。一方面,响应欧盟《新电池法规》对可更换性的强制要求;另一方面,钢壳结构是电池技术迭代的重要一环。随着固态电池研发推进,钢壳的高密封性和耐腐蚀性更适配新型电解质(如硫化物)的量产需求。苹果、华为公司提前布局钢壳技术,不仅为现有产品提供支撑,而且为未来半固态电池技术升级奠定基础。例如,苹果钢壳电池的“导电胶”设计已展现出对可更换电池技术的前瞻性探索,而华为的钢壳结构可兼容硅基负极(膨胀率高达300%),为下一代高能量密度电池提供解决方案。
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