【全固态电池商业化进程加快!Solid Power已向宝马交付首批样品】

【全固态电池商业化进程加快!Solid Power已向宝马交付首批样品】 被称为“永远要等十年”实现商业化应用的全固态电池技术,骤然得到突破。近日, #美国 全固态电池企业Solid Power表示,公司已生产出首批固态电池A样品,并将其交付给宝马汽车。宝马希望在2025年之前推出第一辆基于Solid Power电池技术的原型车。(澎湃)

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Factorial宣布向梅赛德斯交付首批106-Ah B样品固态电池

Factorial宣布向梅赛德斯交付首批106-Ah B样品固态电池 该公司的目标是生产一种实现高能量密度、长距离续航的电池,其成本与锂离子电池相当,并且可以在相同的生产线上生产。本月,该公司向梅赛德斯-奔驰公司发送了第一轮 B 样品,以进行进一步的测试和开发。Factorial 与 Stellantis 合作,在 CES 2023 上首次展示了其 100-Ah 固态电池,这是在其之前展示的较小电池基础上的进一步发展。去年 10 月,该公司开始向全球汽车合作伙伴交付首批 100-Ah A 样品,目前仅向梅赛德斯-奔驰公司就交付了 1000 多个 A 样品电池。现在,Factorial 宣布向梅赛德斯交付首批 106-Ah B 样品电池,这是全球首批向全球汽车原始设备制造商交付的 B 样品固态电池。这个"全球首例"中的"宣布"限定词可能意味着其他 B 样品电池已经装运但尚未宣布,但该公司正在取得稳步进展,并进入下一阶段的测试。2024 年 6 月,Factorial 为梅赛德斯-奔驰提供 B 样品电池和其他汽车部件在投产前都要经过从 A 样品到 D 样品的多阶段测试和开发过程。A 样品是全尺寸商用电池的粗略初始工作原型,B 样品是经过更严格测试的更成熟的原型。B 样品将被集成到模块和电池组中,进行广泛的测试和优化。这一关键阶段包括根据梅赛德斯-奔驰严格的性能规范验证模块和电池组的设计。此外,这一步骤还将确认Factorial供应链及其制造工艺的稳健性,确保未来车辆测试的可扩展性。Factorial 的电池采用"Factorial 电解质系统技术",包括锂金属阳极、准固体电解质和高容量阴极。该公司表示,依靠轻质锂金属,目前的能量密度可达 391 瓦时/千克,远高于当前锂离子技术 300 瓦时/千克的上限,是典型磷酸铁锂(LFP)电池 160 瓦时/千克高端容量的两倍多。与锂离子电池中的液态电解质相比,准固态电解质提高了安全性。Factorial 公司的最终目标是,与传统锂离子电池组相比,90 千瓦时电池的重量和体积减少约 30%,每次充电后汽车行驶里程超过 600 英里(966 公里)。此外,FEST 电池还可使用与生产锂离子电池相同的设备进行生产,只需进行极小的改动。2023 年 10 月,Factorial 在马萨诸塞州波士顿郊区梅苏恩开设了一家电池制造厂。该公司预计,当该工厂达到 200 兆瓦的满负荷生产时,将成为美国最大的固态电池生产厂。今年 4 月,Factorial 与 LG 化学签署了一份谅解备忘录,以加速固态电池的开发。 ... PC版: 手机版:

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“国家队”下场 60亿元足够让固态电池“大力出奇迹”?

“国家队”下场 60亿元足够让固态电池“大力出奇迹”? 一台车的空间有限,靠堆料来拉高续航,总有一天会来到续航提升的瓶颈,现阶段的电池以三元锂和磷酸铁锂为主,需要找到不同技术路线才能让纯电动车市实现更高阶的跨越。在近期的2024中国汽车产业发展(泰达)国际论坛新闻发布会上,电池联盟许艳华表示,2030年前国内纯电动车市的格局仍是以高比能液态电池和磷酸铁锂电池,而在2035年前后,高比能液态电池的占比会上升,但磷酸铁锂电池的占比会下降,固态电池、钠离子电池会入局。换而言之,以三元锂电池和磷酸铁锂电池为主的纯电动车市场,还将维持10年左右时间,10年之后,固态电池和钠离子电池会逐步抢占磷酸铁锂电池的市场。如今,半固态电池已经量产上车,比如智己L6、蔚来ET7等等,为全固态电池的量产上车提供了技术支撑。据《中国日报》报道,中国或投入约60亿元,用于鼓励有条件的企业对全固态电池相关技术的开展和研发,宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利六家企业或获得基础研发支持,这也是相关部门首次对固态电池领域的研发进行的规模资金支持。相比传统的三元锂电池,全固态电池采用的是固态电解质材料,使其拥有更出众的安全性、能量密度、功率、循环寿命等优势,被认为是下一代电池技术的首选方案之一。那么,目前这六家企业在全固态电池领域做到哪种地步了呢?普遍在2030年前能量产此前小通已经针对固态电池的技术难点进行了分析。简单来讲,当电解质变成固态之后,正极材料与电解质之间的接触不充分,传输效率受限,负极材料在充放电过程中会膨胀,会损伤电解质。平心而论,固态电池在技术方面的优势只是理论层面,实际使用时仍会出现影响安全性的问题,再加上成本较高,固态电池的发展速度始终很慢。宁德时代作为电池领域的龙头企业,已经开发出能量密度高达500Wh/kg的凝聚态电池(电解质浓度比半固态电池更高),而且在全固态电池方面的投入比较激进。据宁德时代首席科学家吴凯透露,宁德时代的固态电池目前的技术成熟度在4分左右,预计在2027年达到7-8分,届时就能实现小批量生产。值得注意的是,在此之前,宁德时代曾毓群还表示固态电池的技术“还不够好”,距离商业化还有多年时间。实现固态电池的商业化并不容易,除了体验要足够好之外,固态电池的产能也得跟上才能造就完美的商业化形式。宁德时代的快速“改口”,或许是市场压力导致,即便是电池龙头企业也没办法在新能源市场“躺着赚钱”了。2023年,宁德时代的营收为4009.17亿元,归母净利润为441.21亿元,赚钱能力一流,而在今年第一季度,宁德时代的市场份额和装机量都有所提升,但营收仅为797.71亿元,同比下降10.41%,并已经连续两个季度同比下滑。这也进一步说明,电池行业也处于“价格战”状态,所以即便强如宁德时代,也必须加快全固态电池的商业化落地。再看其他企业,比亚迪宣布在2025年试装全固态锂电池,但目前的技术主力还是刀片电池,不过目前已经拥有多项涉及固态电池的专利;上汽集团已经发布了搭载“第一代光年固态电池”的智己L6,按照计划在2026年量产全固态电池,能量密度可超过400Wh/kg,并在2027年将会量产上车,未来的全固态电池能量密度将超过500Wh/kg;一汽集团和吉利集团目前只透露了全固态电池的产业布局。至于卫蓝新能源,大家可能不太熟悉,这家电池企业和蔚来、小米等车企都有过深度合作,2023年向蔚来交付了半固态电池,蔚来ET7上搭载的150kWh电池包就是卫蓝新能源和蔚来联合开发的。虽说卫蓝新能源目前还没公布全固态电池的相关进展,但作为第一批将半固态电池量产上车的电池企业,卫蓝新能源能够获得基础研发支持也是情理之中。除了提到的六家企业之外,国内市场也有不少品牌也在布局固态电池。今年4月份,广汽集团宣布了全固态电池研发,并将在2026年搭载了昊铂车型上,能量密度达到400Wh/kg;长城汽车表示已经具备小容量全固态软包电芯的制备能力;长安汽车预计在2030年推出包括液态、半固态和固态在内的8款自研电芯。电池企业方面,亿纬锂能、欣旺达、孚能科技等头部企业也相继公布了固态电池的相关进展。总体来看,绝大部分企业将固态电池发布的最晚时间定在2030年。小通了解到,工信部发布了《公开征求对锂电池行业规范条件及公告管理办法(征求意见稿)的意见》,当中确定了固态电池的标准:单体电池能量密度超过300Wh/kg,电池组能量密度超过260Wh/kg,循环寿命在1000次以上且容量保持80%以上。及格线已经公布,对比已经公布的相关数据来看,大部分企业的固态电池都能达到这一标准。小通认为,国家既然有意为固态电池的发展提供基础研发支持,而且已经对固态电池的商用时间做出了预测,随着后续多家企业的入局,几乎可以断定未来还会有相关优惠政策发布,或许在政策的支持下,固态电池商业化很有可能在2030年左右完成。中国市场更有可能喝到“头啖汤”目前,中日韩美欧五个国家和地区是固态电池研发的主力,而中日韩三国的竞争尤为激烈。中国研发固态电池的企业最多,但根据国家知识产权局公布的固态电池全球专利数据,日本企业在申请全固态电池相关专利的数量上是领先的,当中有45%左右的专利来自日本。而在日本企业中,丰田拥有1300多项全固态电池的专利。丰田在新能源领域的投入比较滞后,在国内市场也只能通过“以价换量”的形式在纯电动车市场占有一席之地,但按照规划,丰田将会在2027年投放搭载全固态电池的纯电动车。除此之外,本田和日产分别计划在2025年和2028年推出首款搭载全固态电池的纯电动车。来自韩国的三星计划在2027年前推出能量密度超过900Wh/kg的全固态电池,但目前暂未得知是否应用于纯电动车上;美国和欧洲的电池企业则选择与车企共同研发全固态电池,宝马、大众等车企均与相关电池企业共同研发固态电池的相关动作。不过在小通看来,无论是哪家车企率先将全固态电池量产上车,中国新能源市场更有可能率先享受到最新技术。中国是全球最大的新能源市场,纵观全球市场,中国市场在高端新能源领域的成绩比较出众。虽说各家企业都在拼命降低固态电池的成本,但按照目前的技术走向来看,企业即便将固态电池的成本压缩到极致,可能仍高出大部分普通消费者的购车预算。关于固态电池的研发已经投入不少时间和资本,一旦固态电池可以实现商业化,企业自然更倾向于快速变现从而拉拢更多的资本加入,中国市场显然是最佳选择。当然,这些都是后话罢了,固态电池车有多大机会,还得等到量产车推出之后放在市场对比才能得知结果。 ... PC版: 手机版:

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全球固态电池商业化提速

全球固态电池商业化提速 目前,锂离子电池在市场上占据主导地位,但更安全、容量更高的固态电池可能会成为未来世界的动力源泉,甚至可能帮助人类摆脱气候变化带来的影响。当前,锂离子电池是电池储能系统的核心,但固态电池以其卓越的安全性、更长的循环寿命及更高的能量密度,被视为潜在的更优解。不过,固态电池的大规模应用尚需克服大尺寸电池制造成本高与工艺复杂等难题。(科技日报)

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随着中国政府和企业在全固态电池领域加大投入,这项颠覆性技术的研发和产业化进程明显提速。国内头部电池企业欣旺达在接受采访时表示,通

随着中国政府和企业在全固态电池领域加大投入,这项颠覆性技术的研发和产业化进程明显提速。国内头部电池企业欣旺达在接受采访时表示,通过技术创新,欣旺达预计可以在 2026 年将聚合物体系的全固态电池成本降至 2 元 / Wh,这与半固态电池成本接近。这也是欣旺达首次对外详细公开在全固态电池上的进展。 (中国日报)

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采用新型电沉积方法的全固态电池技术取得突破

采用新型电沉积方法的全固态电池技术取得突破 通过底部电沉积机制稳定锂金属阳极全固态电池的示意图。资料来源:POSTECH应对电池安全挑战在电动汽车和储能系统等各种应用中,二次电池通常依赖于液态电解质。然而,液态电解质的易燃性带来了火灾风险。这促使人们不断努力探索在全固态电池中使用固态电解质和金属锂(Li),从而提供更安全的选择。在全固态电池的运行过程中,锂被镀在阳极上,利用电子的运动产生电力。在充电和放电过程中,锂金属会经历失去电子、转化为离子、重新获得电子和电沉积回金属形态的循环过程。然而,锂的任意电沉积会迅速耗尽可用的锂,导致电池的性能和耐用性大幅降低。阳极保护的创新为解决这一问题,研究团队与浦项制铁 N.EX.T Hub 合作开发了一种由功能粘合剂(PVA-g-PAA)[2]组成的全固态电池阳极保护层。该层具有优异的锂转移特性,可防止随机电沉积并促进"底部电沉积"过程。这可确保锂从阳极表面底部均匀沉积。研究小组利用扫描电子显微镜(SEM)进行了分析,证实了锂离子的稳定电沉积和分离[3]。这大大减少了不必要的锂消耗。研究小组开发的全固态电池还证明,即使锂金属薄至 10 微米(μm)或更薄,也能长时间保持稳定的电化学性能。领导这项研究的 Soojin Park 教授表达了他的承诺,他说:"我们通过一种新颖的电沉积策略设计出了一种持久的全固态电池系统。通过进一步研究,我们的目标是提供更有效的方法来提高电池寿命和能量密度。在合作研究成果的基础上,浦项制铁控股公司计划推进锂金属阳极的商业化,这是下一代二次电池的核心材料。"说明电沉积通过电解液中的电流将金属沉积到浸没在电解液中的电极上的方法PVA-g-PAA聚(乙烯醇)-接枝-聚(丙烯酸)脱离脱离或分离,金属锂失去电子并转化为锂离子的现象编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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固态电池研发之难 连宁王都连声叫苦

固态电池研发之难 连宁王都连声叫苦 近年来,随着海内外多家企业接连给出固态电池的量产时间点,业内对固态电池走向落地应用的期望值有所提升,二级市场也纷纷作出反应,与固态电池相关的概念股今年接连涨停。为何行业与资本市场对此纷纷看好这项技术?作为动力电池的新形态,其是否会替代目前主流的三元锂电池和磷酸铁锂电池?动力电池的“终极路线”所谓固态电池,简单理解即一种使用固体电极和固体电解质的电池。现有的动力锂电池材料体系包含碳/硅负极、多孔隔膜以及液体电解质,通过锂离子的移动而产生电流。而全固态电池是一个完全致密的状态,采用固态电解质和固态隔膜,碳/硅负极改为金属锂负极,充电时,锂金属会沉积在负极上,在放电的过程中溶解。基于这种材料体系的转变,固态电池有着液态电池无法企及的优势。例如,固态电池更为稳定,不易泄漏、不易燃烧,大大降低了电池起火爆炸的风险,安全性更高。另外,由于能量密度更高,可达到 400Wh/kg 以上(作为对比,磷酸铁锂电池的能量密度一般在 100Wh/kg~180Wh/kg,三元锂电池的能量密度通常在 150Wh/kg~250Wh/kg),其在性能表现上也优于液态电池,充电速度更快(最高可超过 10C)、续航里程更长。同时,全固态电池的电解质在 -30°C 和 100°C 的范围内都不会凝固,不会气化,这意味着冬天在寒冷地区不用担心续航问题,也不需要很复杂的热管理。这也就不难理解为何固态电池备受业界推崇,成为海内外车企争相布局的领域。从全球厂商的研发路径来看,固态电池主要有聚合物、氧化物和硫化物三种研发路线。不过,目前尚未有任何一种技术路径为绝对性方向,而是都处在探索阶段。“无论是聚合物、氧化物还是硫化物,目前很难有一种电池的所有性能都比别的电池有优势,而是各有优缺点。”广汽研发人员告诉虎嗅汽车。在广汽看来,未来固态电池的终极形态会是多元的复合体系,于是广汽全固态电池基于两条路线并行推进开发一个是以硫化物为主的复合体系,另一个是聚合物为主的复合体系。宁德时代同样认为没有一种固态电解质是十全十美的,其更为看好硫化物技术路线,认为其能够更快走向量产。同样在硫化物全固态电池领域布局的还有丰田,但双方在硫化物空气稳定性和制造工艺上采用了不同的策略。全球各家厂商都希望攻克全固态电池,但目前尚未有真正实现量产攻坚的玩家。需要指出的是,虽然近年来行业内有部分车企宣称用上了固态电池,但实际上是半固态电池,而非并非真正的固态电池形态。“根据行业内规则,一般是按液态电解质占电芯的比重来分:液态(25wt%)、半固态(510wt%)、准固态(05wt%)和全固态(0wt%)。”广汽研发人员告诉虎嗅汽车,“不管是液态电池还是半固态电池,只要电池内部存在电解液,一旦破损泄漏都会有短路起火的风险,与当前常规液态锂离子电池并无本质差异。”固态电池,可望不可及固态电池百般好,但无奈这是块“饼”。较早一批从事固态电池研发的厂商已经在这条赛道上走了十多年,丰田从 2012 年开始布局研发,宁德时代也差不多在这一时期启动研究,但都没能将固态电池推到量产阶段。从国内外车企透露的量产时间点来看,固态电池的产业化时间大概在 2027-2030 年。需要厘清的是,“上车不等于大规模量产”,推出产品形态到大规模量产落地之间还存在多方面的技术攻坚。“五年后肯定会有固态电池的车出来,再过三五年会大面积铺开。”吉利研究院专家告诉虎嗅汽车,但考虑到目前各家车企对固态电池的重视程度以及技术快速推进,量产时间可能提前。固态电池研发之难,连宁王都连声叫苦。曾毓群曾在公开场合表示,“宁德时代已经在这方面投资了 10 年,固态电池只有在使用新型化学材料、负极电极使用纯锂金属的情况下才会有很大优势,要将这种电池推向市场还有很多困难。”首先是电解质材料选择上,以相对主流的硫化物固态电解质需要的硫化锂为例,后者化学性质不稳定,与空气、水反应都会生成有毒化合物,生产环境控制要求严苛,量产困难,由于与目前的电池材料体系差别巨大,固态电池缺乏成熟的材料供应商。在正负极材料上,由于硅/碳负极体积易膨胀大不适用于固态电池,固态电池的正负极材料通常会选择一些能提高能量密度的金属,而锂金属负极现在还不成熟。在界面工程与稳定性上,固态电池中的电解质与正负极之间的界面问题也是一大挑战。由于采用固体电极和固体电解质,其有效接触能力较弱,会造成影响电池性能的界面阻抗。另外,由于固体电解质导电率差、采用锂金属易发生枝晶生长存在安全风险等问题,这些亟待攻关的技术难点。再者,对于量产和普及来说,全固态电池还面临着成本的问题,包括材料成本和制造成本。据中邮证券测算,目前固态电池较液态电池成本高出 30% 以上。材料层面,固态电解质目前仍难以做到轻薄化,用到的部分稀有金属原材料价格较高,叠加为高能量密度使用的高活性正负极材料尚未成熟,固态电解质和正负极成本都不低。在生产层面,固态电池的生产工艺相对复杂,成本也较高。可以预见,全固态电池短期内难以实现大规模的商业化。从理论层面来看,固态电池比液态电池有着多方面的优势,但这项被称为“动力电池领域的珠穆朗玛峰”的技术还仅是将来时形态,即使在三五年内能够有技术突破,但要形成替代,还需突破成本关口。从产业态度来看,未来 10 年无疑是全固态电池研发的关键机遇期。但对于一项新兴技术,更重要的是聚焦于技术层面的攻坚,而不是虚炒营销概念,将其作为宣传和推起资本热度的手段。 ... PC版: 手机版:

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