“截至目前,太藍新能源已累計完成六輪數億元融資,說明‘固態電池’這個風口行業正展現出勃勃生機。”太藍新能源CEO李彥近日說道。
事實上,在早期電化學研究階段,英國科學家約瑟夫·湯姆遜便前瞻性地提出了利用固態電解質替代液體電解質以實現更穩定電池循環的設想。然而,受限于當時材料科學與加工技術的局限,這一創新理念并未能迅速轉化為實際運用。
到了汽車智能電動化時期,新能源汽車產業正以前所未有的速度蓬勃發展。作為新能源汽車的核心部件,動力電池技術創新至關重要。固態電池再次被科學界和公眾注意。
11月7日,太藍新能源與長安汽車在重慶聯合舉辦無隔膜固態鋰電池技術發布會。雙方聯合推出無隔膜固態鋰電池技術,該項技術通過中國輕工業聯合會科技成果評價鑒定,達到“國際先進”水平。會上,太藍新能源、長安汽車、中關村新型電池技術創新聯盟、真鋰研究還共同發布《固態鋰電池技術發展白皮書》。
“減材制造”太藍新能源提出4-3-2-1技術路線
續航焦慮與電池安全隱患,長期以來是消費者在使用新能源汽車時所在意的點。而這兩點與電池的能量密度和安全性息息相關。
理想狀態下電池能量密度越高越好,安全系數越高越好。但是,在傳統液態電池中,電池能量密度與安全性是負強相關因素,能量密度上升、溫升會提高,安全風險就越大。
傳統液態鋰離子電池主材使用PE、PP材質的隔膜,這種材質的隔膜,高溫下易收縮,易造成正負極短路,大量發熱,引發電解液燃燒和電極材料熱分解,進而導致電池起火或爆炸。
為增強隔膜的耐熱性,業界已開展廣泛研究并實施多項改進措施,包括在隔膜表面涂抹氧化鋁勃姆石等無機耐熱材料以及芳綸等有機高熔點材料。這些措施雖然在一定程度上提高了隔膜的耐熱能力,但當電池溫度升至200°C以上時,隔膜本體的大幅收縮仍難以遏制。行業為解決安全問題,常常采用增加防護措施的“加”方案,給電芯增加防爆閥;在PACK層面,增加氣凝膠、增加云母片、增加液冷系統、增加高強度殼體……過度堆砌不僅大幅增加成本,增加系統復雜性,但這些都無法根本解決由隔膜特性引起的鋰電池安全問題。
在此背景下,太藍新能源在發布會上帶來了自己的解決方案,推出鋰電池“減材制造”的理念——用簡單對抗復雜。
在減材制造范式的指引下,太藍新能源提出4-3-2-1技術路線:
在目前傳統液態鋰離子電池的四大主材基礎上,第一步,減掉隔膜,減掉部分電解液;這是太藍最先量產、裝車的半固態電池產品階段。第二步,完全減掉電解液;這是太藍將率先應用在部分細分專業領域,如低空經濟等領域的全固態產品階段。第三步,減掉負極,只留下直接產生能量的活性物質;這是未來,太藍的無負極全固態產品階段。
太藍新能源將在2027年實現無隔膜全固態電池量產
此次發布的無隔膜固態鋰電池技術,就是太藍新能源做的第一步,減掉隔膜,并在極片表面導入高致密復合固態電解質層,固態電解質層完全不燃燒,在保證高鋰離子傳導能力的同時,又兼顧提供優異的耐熱性。這種固態電解質層還具有韌性和機械強度,有效抑制了高溫、機械力、鋰枝晶等因素誘發的熱失控,提升了電池安全等級。
在綜合性能的提升方面,無隔膜技術的引入顯著增強了電池的兼容性與靈活性。無隔膜固態電池技術通過極片復合固態電解質層、原位亞微米工業制膜技術等,可以有效地抑制鋰枝晶形成及刺穿,進一步實現本征安全。
無隔膜固態電池技術可以實現對多種材料體系的兼容,涵蓋了NCM、LFP、LMFP等多元化材料組合,使得電池可以根據不同的能量密度需求進行靈活定制。
在生產成本的控制上,無隔膜技術的應用減少了對于傳統隔膜材料的依賴、減少部分電解液,生產過程中原材料成本可減少10%以上,還一定程度提升了生產效率。
目前,太藍無隔膜半固態電池已通過電池安全測試——擠壓、高溫、過充,遠超國標要求。產品已經通過GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》和GB43854-2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范》相關認證,獲得檢驗檢測報告。
此次太藍在發布會上闡明了量產時間表,無隔膜半固態電池計劃于2026年實現裝車驗證,以滿足新能源電動汽車的應用需求;無隔膜全固態電池計劃于2027年實現批量生產。
受制于成本和工藝,全固態電池大面積應用還有很長一段距離。從產業化進度來看,目前國內外主流電池企業發布的全固態電池產品披露的量產時間基本都在2027—2030年。而太藍新能源的計劃也基本與行業節奏同步。
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