中科固能突破硫化物固态电池技术，产业化进程加速
中科固能突破硫化物固态电池技术，产业化进程加速
近日，中科固能董事长吴凡表示，全固态电池技术将在未来几年内实现商业化，特别是在电动汽车领域展现出巨大潜力。这一技术突破不仅将推动新能源汽车产业的发展，还有望在储能等多个领域带来深远影响。
技术突破：硫化物固态电池的革新
吴凡团队在硫化物固态电池领域取得了重大突破。他们开发了新型“2114”硫化物固态电解质，通过阴阳离子掺杂手段提高了空气稳定性和离子电导率。这种新材料的离子电导率超过液态电解液，非常适合用于全固态电池中的固态电解质层。
在正极研究中，团队采用冷冻干燥法制备固态电解质材料，应用于钴酸锂活性材料的表面包覆。优化后，10%的包覆量显著提升电化学倍率与循环性能。在高面容量下，实际容量接近理论值，并且高于液态锂离子电池的容量，实现了100次全电池循环。
在负极材料研究中，团队开发了锂金属负极的表面保护层，使用软碳和氮化锂颗粒通过干法成膜技术，以提高锂离子的均匀沉积和防止锂枝晶生长。这种保护层显著提升了电池的循环稳定性，超过2000小时，并在100C超高倍率放电下展现了优异的倍率性能。
产业化布局：打造世界级产业集群
中科固能正在积极推进硫化物固态电解质材料和固态电解质膜的产业化。公司首期产品主要是硫化物固态电解质材料的批量制备和生产，未来将逐步扩展到固态电解质薄膜和全固态电池。
2023年9月，中科固能硫化物全固态电解质生产基地项目签约；2023年12月，公司与中国一汽等27家单位联合组建“固态电池产业创新联合体”；2024年1月，中科固能与中车戚墅堰机车有限公司就轨道交通用固态电池项目签署合作协议。这些布局显示了公司在全固态电池全产业链上的雄心壮志。
市场前景：电动汽车领域的革命
全固态电池在电动汽车领域的应用前景广阔。目前，多家企业已发布全固态电池量产时间表。宁德时代董事长曾毓群表示，如果以1到9分为固态电池的技术和制造成熟度打分，那么宁德时代现在可以得4分。比亚迪计划于2027年起在中高端电动汽车领域实现小批量量产，2030年起拓展至主流电动汽车市场。
全球范围内，日韩及欧美各国也在积极布局全固态电池产业。丰田计划于2026年启动全固态电池生产，而韩国三星SDI和SK On等企业也制定了明确的量产时间表。根据EVTank的预测，固态电池将在2025年开始放量，到2030年全球出货量有望达到614.1GWh，在整体锂电池中的渗透率预计在10%左右，市场规模将超过2500亿元。
挑战与机遇：从实验室到产业化
尽管全固态电池展现出巨大的发展潜力，但其商业化进程仍面临诸多挑战。技术方面，固态电解质与电极材料的界面兼容性问题、电池的制备工艺复杂性等都是需要解决的关键问题。成本方面，目前硫系固态电解质材料的价格仍然高达数千万元一吨，需要通过提升产量和改进原材料及制备工艺来降低成本。
多位业内专家建议推进硫化物与聚合物/氧化物复合这两条技术路线并行发展。中国科学院大连化学物理研究所研究员陈忠伟表示，发展聚合物的复合固态电解质成本较低，也更容易实现产业化应用。而广汽埃安电池研发部负责人李进则认为，以硫化物电解质为基底的多元复合电解质路线，更有可能率先实现应用。
展望：引领新能源革命
全固态电池技术的突破和商业化应用将为新能源汽车产业带来革命性的变化。其高能量密度、快充能力和更好的安全性将解决当前电动汽车面临的续航里程、充电速度和安全问题。同时，全固态电池在储能、电动航空、电动船舶等多个领域的应用潜力也将进一步推动能源转型和可持续发展。
随着技术的不断进步和成本的逐步降低，全固态电池有望在未来十年内实现大规模商业化。这不仅将重塑新能源汽车产业链，还将为全球能源转型提供新的动力。