半固态电池“先行”，距走向商业化应用还有多远？

      面对日韩等国家在固态电池技术上的领先优势，国内动力电池行业通过推行半固态电池技术，加速技术追赶，缩小与国际先进水平的差距。作为全固态电池技术成熟前的可产业化方案，半固态电池技术具有高安全性、与现有液态电池产线兼容性高、工艺简单、成本较低等优势。

2024年，蜂巢能源、太蓝新能源、清陶能源等电池企业纷纷推出半固态电池产品，推动固态电池产业发展。2024年也被视为半固态电池装车元年，目前来看，蔚来、上汽、广汽等车企均已发布半固态电池方案并部分实现装车。有数据发现，2024年上半年，我国半固态电池累计装车量达2154.7 MWh。

      我国半固态电池制造商包括宁德时代、亿纬锂能、赣锋锂业、国轩高科、蜂巢能源等锂电巨头，同时还包括清陶能源、太蓝新能源、卫蓝新能源等固态电池企业。

      宁德时代，2023年4月19日发布凝聚态电池，能量密度500Wh/kg，2023年内实现量产能力；2023年7月，宁德时代与商飞合资设立商飞时代，拟将凝聚态电池用于载人航空。

      亿纬锂能，第一代产品是聚合物类固态电池的研究，目前已初步实现室温下稳定运行，将在微型电子产品中实现应用；第二代产品将进一步开发固态化界面技术，实现在高端消费类产品的应用；第三代产品，继续提升界面的稳定性，最终实现动力储能市场的应用。亿纬锂能半固态电池目前已完成设计定型，并装车验证中。

      赣锋锂业，第一代半固态电池在针刺实验中表现出优异的安全性能，针刺无起火、爆炸等现象，并通过枪击、锤击等极限安全测试，2022年，赣锋一代半固态电池已在全球率先实现装车运营，在动力、3C数码及储能电池中应用；第二代半固态电池则是金属负极半固态电池，能量密度大于400Wh/kg，提高热失控边界，持续放电倍率大于5C，包括400Wh/kg、470Wh/kg、500Wh/kg多种规格，均通过各项安全测试。

      国轩高科，拥有圆柱、方形、软包等半固态电池产品体系，具体产品型号和性能指标配套不同客户的开发和生产；半固态电池单体能量密度360Wh/kg，配套车型电池包电量160kWh，续航里程超1000 km；400Wh/Kg的三元半固态电池目前在公司实验室已有原型样品。

      蜂巢能源，推出了第一代和第二代果冻电池，其中，第二代果冻电池突破了中高镍掺硅体系膨胀的瓶颈，采用了二代果冻电解质和一体化复合正极技术，有效地抑制了内部短路的扩展。目前，蜂巢能源已经建立了一个4800㎡的果冻电池试制线，并且第二代果冻电池即将进入B样阶段，已经得到了国际某知名OEM的高度好评。2024年7月4日，蜂巢能源还发布了能量密度266Wh/kg的三元半固态电池产品，电池容量为150Ah，具备2.2C的快充能力和1800次的循环寿命。

      清陶能源，2024年5月，上汽集团旗下智己品牌的L6搭载清陶能源光年固态电池上市，该电池为清陶能源第一代半固态电池，采用聚合物、氧化物复合固态电解质的技术路线，保留了隔膜与10wt%以内的电解液，正极为纳米尺寸固态电解质包覆的高镍三元，负极为复合硅碳，结构上则采用方形铝壳而非软包电池设计，搭载准900v高压架构，可实现12分钟续航400km的快充性能。

     太蓝新能源，2022年重庆一期建成半固态电池产能0.2GWh，半固态小动力电池实现量产出货；2023年重庆二期2GWh和安徽淮南10GWh动力电池产业园启动建设；2023年4月推出4C超快充半固态电池；2024年8月长安汽车战略入股，11月联合长安汽车发布无隔膜半固态电池技术。

     卫蓝新能源，2023年6月，360Wh/kg半固态锂电池交付蔚来，续航突破1000km；2023年下半年量产交付280Ah储能半固态电池，主要为三峡、海博思创、国电投等储能项目供货，目前，半固态锂电池储能柜已投入使用；并且已为多家国内外无人机、机器人、便携电源等客户供货320Wh/kg小动力半固态电池。

      国内车企以自主研发或合作方式推进半固态电池陆续装车，布局半固态电池技术的车企包括传统燃油车及新能源汽车巨头，蔚来、赛力斯、上汽集团、东风汽车、长安汽车等车企纷纷与固态电池厂商展开合作致力于半固态电池的量产装车，如蔚来与卫蓝新能源，赛力斯与赣锋锂业，上汽与清陶能源，长安汽车与太蓝新能源等。

      蔚来，2021年1月，蔚来发布150 kWh的半固态电池，采用了蔚来汽车与卫蓝新能源合作开发的半固态软包电芯，单电芯能量密度为360Wh/kg；2024年4月，蔚来宣布搭载150 kWh电池包的2024款ET7，实测续航均突破了1000km，全新ES6、ET7、ES7、ET5、EC7和ET5旅行版共6款车型的手册中都添加了关于150 kWh电池包的详细信息。

      赛力斯，SERES5搭载赣锋锂业第一代固态电池，能量密度为260Wh/kg，2023年6月已经实现交付。

      上汽集团，2024年5月旗下品牌智己L6车型搭载清陶能源光年固态电池上市，按计划，10月该车型将正式交付用户。

      东风汽车，2022年1月，由东风汽车与赣锋锂业合作开发的高比能固态电池，成功在东风E70搭载；2023年1月，东风岚图“追光”量产车型正式下线，采用能量密度为170 Wh/kg的半固态电池。

      长安汽车，2023年11月，长安汽车表示公司半固态、固态电池能量密度达到350-500Wh/kg，将于不晚于2027年逐步量产应用，2030年实现全面普及应用；2030年将推出液态、半固态、固态等8款自研电芯，电池产能将达到150GWh以上；2024年4月，长安汽车表示集团研发的半固态电池将于2026年年底上市；2024年11月，联合太蓝新能源发布了无隔膜半固态电池技术，无隔膜半固态动力电池在2024年将实现方形铝壳电池样件生产，2025年实现批量生产样包开发，2026年实现装车验证。

      半固态电池电解质技术路线主要以聚合物电解质跟氧化物电解质的发展方向为主，聚合物固态电解质质量轻、粘弹性好、机械加工性能优良，但由于聚合物电解质中离子传输主要发生在无定形区，而室温条件下未经改性的聚合物结晶度高，导致离子电导率较低，影响电池大电流充放电能力，因此在技术研究方向上去降低聚合物结晶度可以进一步提高电导率和离子迁移数，提升动力学性能，另外通过设计和合成新型聚合物电解质，可以实现更高的离子电导率；氧化物固态电解质分为晶态和玻璃态两类，晶态固体电解质化学稳定性高，可以在大气环境下稳定存在，有利于固态电池的规模化生产，目前技术研究方向为提高室温离子电导率及其和电极的相容性两方面。

      半固态电池正极材料路线，2023年之前以中镍三元与磷酸铁锂应用为主，之后高镍三元凭借其高能量密度成为了半固态电池正极材料的可选项，铁锂技术路线以高压密材料以及磷酸锰铁锂为技术发展趋势，随着半固态电池技术的发展，正极材料的涂层改性和界面优化成为进一步优化方向，旨在提升材料的电子电导率和离子扩散系数，提升电池整体性能。

      半固态电池负极材料路线，硅基负极和锂金属负极以其高比容量和低成本潜力成为未来技术发展主要趋势，其中锂金属负极作为半固态电池负极材料的终极形态，其高理论比容量和低电极电位为实现高能量密度半固态电池提供了可能。

参考来源：

太蓝新能源《固态锂电池技术发展白皮书》

中国汽车动力电池产业创新联盟

各企业官网、发布会及公开消息

文章来源： 粉体网、电池关键材料