过去十年间,液态电池能量密度持续提升,成本下降了80%,带动了新能源车在全球范围内迅速铺开。
但动辄半小时以上的补能时长,低温性能衰减,以及不时烧起的熊熊大火,仍然是难以根除的问题,也限制了新能源车如今的销量增速。
为了彻底解决这些问题,更安全,能量密度更高,倍率性能更强的六边形战士——固态电池的量产和应用,被人们给予了极高的期望。
液态电池走上商业化道路已有数十年,性能开发已经接近极限,谁能率先将固态电池产业化,就可以捧起了锂电市场的终极圣杯。
在汽车行业的急迫需求之下,固态电池公司如雨后春笋般出现,但所研发的产品却商用化进展缓慢,甚至一再跳票,甚少能给市场实质性的信心,难以让消费者看到真正的变化。
太蓝新能源本次发布无隔膜固态电池技术,是锂电行业重大的技术突破,有望打破这一局面。
近期,太蓝新能源联合长安汽车发布了无隔膜固态锂电池技术,从本征上解决了电池安全问题,并与长安汽车进行业务合作,实现了在成本可控的情况下,加速推进量产。
在本次正式亮相之前,太蓝新能源已经完成了六轮融资,除了长安汽车以外,还有君联资本、两江资本、中金资本、招商局创投等多家明星机构。
备受青睐下,太蓝新能源的技术实力到底如何?
去掉隔膜,固态电池进入转折点
固态电池相较于传统的液态电池,在材料选择上的核心差异在于其采用了固态电解质来替代液态电解液和隔膜。
固态电解质的使用能够实现电池本征安全,其独特的耐高温性能和化学稳定性显著提升了电池性能的理论天花板,同时也带来了难以解决的问题——固-固界面。为了加速固态电池技术的商业化进程,业界普遍采取了一种折衷的技术路径,即优先发展半固态电池。
半固态电池大体可以分为两种技术方案,一种是在隔膜或者极片上加入固态电解质;另外一种是使用凝胶电解质。但这些无论是哪一种方案,都是采用“加法”的思路来解决问题,即在隔膜和液态电解液均需保留的基础上,额外增加固态电解质材料和凝胶原材料等等。
这也导致了“加料”之后的半固态电池,仍存在隔膜和液态电解液(占比约5-15%),与固态电池的初衷大相径庭。
还有一些常见的“加”方案,给电芯增加防爆阀;在PACK层面,增加气凝胶、增加云母片、增加液冷系统、增加高强度壳体……但这些都无法根本解决隔膜及锂电池的安全问题。我们已经看到——过度堆砌不仅大幅增加成本,增加系统复杂性,最终依然没有解决安全性问题。
近日,行业中终于出现了一次革命性的技术突破。太蓝新能源联合长安汽车在重庆召开发布会,展示了双方最新的无隔膜固态电池技术。这一技术既兼容半固态产品的量产,同样适用于全固态产品的开发。
液态电池中,最容易引发热失控的材料就是隔膜和电解液,去掉隔膜,用完全不可燃的固态电解质层,可以很好地解决这一问题,让现阶段的半固态电池向固态电池加速跨越。
太蓝新能源的无隔膜固态电池技术,在极片表面导入高致密度、低孔隙率的复合固态电解质层,以电解质层来替代原有隔膜功能,这与固态电池的做法思路一致。
太蓝新能源自主研发的复合固态电解质材料,既具备高锂离子传导能力,高机械强度和化学稳定性,可通过>500°C的火烧测试;而传统液态锂电池采用PE或PP材质的隔膜,耐热性只有130°C-160°C。
最终呈现的效果是,无隔膜固态电池技术,可有效抑制高温、机械力,以及过充等诱发的电池热失控。
发布会上,太蓝颠覆性地提出全新的锂电池“减材制造”方案。
锂电池自问世以来,从来都是通过层层叠加安全防护措施的“加法”来提升安全性能,但增加保护措施仅能治标,不能治本,没有从根源上解决安全问题。
太蓝新能源的“减材制造”方案直指安全核心,首次在行业内实现了“去掉隔膜”,在显著增强电芯的本征安全的前提下,颠覆了无限堆砌保护措施的理念。
去掉隔膜只是开始,发布会上,太蓝新能源提出了“4-3-2-1”路线。在传统液态锂电池四大主材的基础上,太蓝第一步减掉隔膜、减掉部分电解液;实现半固态锂电池的量产,第二步,完全减掉电解液;减掉负极,从而实现全固态化本征安全的新—代锂电池。
全新的“减材制造”理念,也进一步明确了从半固态到全固态电池的进化路径。在“减材”理念的指引下,太蓝的无隔膜固态电池技术,显著增加了安全性能,经过电池安全测试验证——挤压、高温、过充,远超国标要求。这也是其无隔膜固态电池和其他传统液态锂电池的本质不同。
对于固态电池最让人头疼的界面问题,太蓝新能源则自研了原位亚微米工业制膜(ISFD)技术、界面柔化技术来解决。
从行业中最初的在液态电池中增加固态电解质,到如今在液态电池中减去隔膜,“4-3-2-1”路线和“减材制造”方案的问世,终于让半固态跨越到固态电池的路径开始清晰。
携手长安汽车,做固态电池的普及者
在本次发布会上,太蓝新能源与长安汽车不仅带来了新一代的固态电池技术,并且就后续业务合作阐明了时间进度。
长安汽车入股太蓝新能源,是国内第三家固态电池企业与大型车企开展深度战略合作的案例,进一步说明固态电池技术在中国的产业化应用正在加速落地。
与车企合作对固态电池企业的好处颇多,所有的电池产品的开发都是以车企的需求为导向,不管是头部车厂还是新势力造车,都是如此。
如今,越来越多的快充产品,以及PHEV专用电池包的出现,也顺应了当下车企以及终端消费者的迫切需求。
至于半固态电池,车企不仅需要其能量密度更高,倍率性能更好,安全性能更优,最关键的,还要成本可控。在全行业价格战如火如荼的局势下,成本可控才是大规模量产的前提。
太蓝新能源的愿景是做固态电池的普及者,此番与长安汽车全面合作,正因双方秉承着共同的目标,推动半固态电池的规模化应用,加速全固态电池的量产。
此次发布的无隔膜固态电池技术,去掉隔膜的设计应用于半固态产品上,让其在材料成本上进一步降低,可实现生产过程中原材料成本减少10%以上;在制造工艺上也有所压缩。因此真正做到了成本可控,快速量产。
太蓝新能源的团队从研发初期就以快速产业化为目标,无隔膜技术可以兼容多种类的高比能正负极材料,可以根据客户需求,实现能量密度灵活定制。
这也意味着,区别于行业中成本昂贵的半固态/固态电池产品,太蓝新能源的半固态产品,是真正可以实现大规模装车,批量生产销售的产品。
而此前,太蓝新能源的半固态产品已经通过GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》和GB43854-2024《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》相关认证,在部分细分市场实现产品的批量交付。
固态电池从来不是“空头支票”,只有全行业共同努力,都以量产为目标,才能推进我国固态电池技术的进步。
会上,太蓝新能源、长安汽车,及中关村新型电池技术创新联盟、真锂研究共同发布的行业首部《固态锂电池技术发展白皮书》,综述了固态电池发展历程,技术流派,以及人们在固态电池领域的每一步探索和取得的珍贵的研究成果,从技术方向到规模量产,从行业现状到未来趋势,太蓝新能源希望通过这部白皮书,为在电池技术路上孜孜不倦探索的同路人,提供一些支持。
电池技术创新是推动新能源车渗透率继续提升的关键,消费者对新能源车安全、续航、充电效率的要求逐渐提高,传统液态电池技术瓶颈凸显,固态电池技术已经是未来的大势所趋。
会上,太蓝新能源宣称无隔膜半固态动力电池2026年装车,全固态电池2027年量产的计划。这些都意味着半固态电池正在加速上车,全固态电池也蓄势而待。