当宝马的工程师在德国测试场上启动全固态电池BMW i7的路测程序时,车载传感器开始实时记录电芯的膨胀数据和温度变化。 这辆原型车搭载的硫化物电解质电池组,正在经历包括高速巡航、急加速和低温启动在内的多项极端工况验证。
中国科学院物理研究所黄学杰团队在《自然-可持续发展》期刊上发表的论文中,详细介绍了他们突破性的“动态自适应界面”技术。 研究人员在硫化物电解质中掺入碘离子,这些离子在电池充放电过程中会自主移动至电极与电解质的接触面,自动填充微观缝隙。 实验数据显示,采用该技术的实验电池在经历500次循环充放电后,仍能保持92%的容量 retention。
同样在界面技术方面,中国科学院金属所开发出柔性骨架电解质。 该团队使用聚合物材料构建三维网络结构,使电解质具备抗弯曲性能。 测试表明,这种电解质在弯曲半径5毫米条件下经受2万次弯折后,离子电导率仍维持在初始值的95%以上。
清华大学研究团队则通过引入含氟聚醚材料,在电极表面形成纳米级保护层。 在实验室进行的针刺测试中,改性后的固态电池在满电状态下被钢针穿透后未发生热失控,表面温度始终控制在60摄氏度以下。
丰田汽车正在推进其硫化物固态电池的量产计划。 该公司公布的技术路线图显示,其目标是在2027年前实现充电10分钟补充800公里续航的能力。 目前丰田已建成中试生产线,单月产能达到百公斤级。
长安汽车推出的“长安金钟罩”固态电池,实测能量密度达到400Wh/kg。 根据长安的规划,该电池将于2026年完成装车验证,2027年实现规模化生产。 其工程团队正在解决电池在-30℃低温环境下的性能保持问题。
比亚迪在2024年已完成60Ah全固态电池的中试试验。 该公司采用氧化物电解质路线,其半固态电池产品已实现量产,搭载该电池的车型实测续航里程突破1100公里。 比亚迪计划在2027年实现全固态电池的示范装车。
宁德时代规划在2027年建成10-15GWh的固态电池产能。 该公司聚焦硫化物技术路线,目前正在优化电解质成膜工艺,目标是将电解质厚度控制在20微米以内。
上汽集团计划在2025年底量产半固态电池。 其技术团队表示,当前半固态电池的成本已接近传统液态锂电池的1.3倍,预计在规模化生产后可实现成本持平。
硫化物电解质对水分极其敏感,生产需要在露点低于-60℃的干燥间进行。 现有生产线需要改造空气净化系统,增加除湿设备,这将推高设备投入成本。
高纯度锂硫化合物的价格是碳酸锂的4-6倍,固态电池正极需要采用高镍三元材料或富锂锰基材料,这些特种材料的市场价格波动较大。
即使采用自适应界面技术,电池在高速充电时仍会产生界面副反应。 实验室数据显示,在4C倍率充电条件下,界面阻抗会增加15%-20%,影响充电效率。
固态电池需要新型隔膜、专用集流体等配套材料,目前这些材料的供应商数量有限。 例如,适用于固态电池的薄化铜箔目前全球仅有3家企业能够稳定供货。
现有的叠片工艺需要改造以适应固态电解质的脆性特性,部分企业开始尝试转换更为温和的涂布工艺。 这种工艺变更需要更新生产设备,增加固定资产投资。
各家企业采用的测试方法存在差异,如界面稳定性测试有的采用热重分析,有的采用电化学阻抗谱。 行业机构正在制定统一的测试规范,预计2026年完成标准制定。
宝马的路测团队每天记录超过2000组电池数据。 他们重点关注电池在快速充电过程中的体积变化,使用激光测距仪实时监测电芯膨胀情况,目前收集的数据显示膨胀率控制在3%以内。
长安汽车的验证团队正在进行振动测试。 他们将电池包安装在试验台上,模拟不同路况的振动环境,连续测试200小时以上,以检验界面结构的机械稳定性。
中科院物理所与宁德时代共建的实验室正在开发电解质连续制备工艺,目前已完成小试,单次制备量达到公斤级。
行业会议披露的信息显示,全球已有超过20家车企启动固态电池装车测试。 测试车辆总数预计突破500辆,累计测试里程已超过1000万公里。
2024年全球固态电池专利申请量同比增长35%,中国企业的专利申请量占总量的40%以上,涉及材料、制造工艺和测试方法等多个领域。
2025年上半年,全球固态电池领域融资额达到15亿美元,其中中国企业获投金额占比约30%,资金主要流向材料研发和产线建设。
国际标准组织正在制定固态电池安全规范。 工作组计划在2026年发布第一版标准,内容涵盖热失控预防、短路保护和过充保护等安全要求。
全球主要锂硫化合物生产商宣布扩产计划,预计2027年总产能将达到当前水平的3倍,但产能释放进度仍受制于设备交付周期。
日本和德国设备企业开发出固态电池专用叠片机,生产速度达到每分钟6-8片,精度控制在±0.1毫米以内。
第三方检测中心开始提供固态电池专项认证服务,包括界面稳定性认证和循环寿命认证,目前已完成首批5家企业的产品认证。
斯坦福大学团队开发出新型卤素电解质,离子电导率提升至10⁻² S/cm水平,该成果已发表于《科学》期刊。
中国汽车动力电池产业创新联盟搭建固态电池数据库,收录超过1000组实验数据,供成员企业参考使用。
江苏、广东等地规划建设固态电池专业园区,配套建设高标准干燥车间和特种气体供应系统,首批园区计划2026年投入使用。
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