半固态电池：新材料引领未来趋势
半固态电池：新材料引领未来趋势
半固态电池作为固态电池技术的重要过渡方案，在能量密度和安全性方面具有显著优势。近年来，国内企业如蜂巢能源、赣锋锂业、国轩高科等纷纷推出半固态电池产品，采用聚合物凝胶网络等新材料，有效提升了电池性能并降低了热失控风险。随着技术不断成熟和成本降低，半固态电池有望在未来几年内实现大规模商业化应用，成为新能源汽车领域的关键动力来源。
半固态电池：技术原理与优势
半固态电池是介于传统液态锂电池和全固态电池之间的一种新型电池技术。它采用了固态电解质与液态电解质的混合设计，使用细小的锂化合物粒子与液体电解液混合形成的泥浆作为电极材料，通过两束带正负电的泥浆流和能透水的膜实现离子的交换与电流的流动。
相比传统液态电池和全固态电池，半固态电池具有以下显著优势：
更高的安全性：由于采用了固态电解质，半固态电池在安全性方面相比传统液态电池有显著提升。固态电解质不易燃烧，能够有效抑制锂枝晶生长，提高了电池的整体安全性。
保持高离子传输速率：混合设计使得半固态电池保留了液态电池的高离子传输速率，从而保证了良好的充放电性能。
成本效益：半固态电池可以在一定程度上借鉴传统液态电池的生产技术和设备，降低了生产成本。同时，其制造工艺相对简单，不需要复杂的生产设备和严格的生产控制。
能量密度优势：半固态电池的能量密度高于传统液态电池，虽然低于全固态电池，但已经能够达到300-400Wh/kg，为电动汽车提供了更长的续航能力。
国内企业布局加速，产业化进程稳步推进
近年来，国内企业在半固态电池领域持续加大研发投入，多家企业已取得重要进展。
孚能科技：第一代半固态电池已在乘用车领域实现量产装车，并在商用车领域取得突破，与一汽解放共建战略联盟，共同推广半固态、固态电池商用车市场及产业链发展。
赣锋锂业：在2021年小批量装车东风E70之后，接近赣锋锂业相关人士对记者表示，公司正在和多家下游企业进行测试验证。但据观察，其半固态电池的出货并未形成规模上量。
当升科技：2024年上半年公司固态锂电相关产品销售同比大幅增长，固态电池的技术优势在于高能量密度和高安全性，目前市场普遍看好其未来发展场景。公司成功开发出高离子电导率、高稳定性的纳米级固态电解质，相关固态锂电产品已率先实现装车验证。2024年上半年累计出货数百吨，已顺利导入多家固态电池客户，成功装车应用于一线车企固态车型。
海目星：固态电池方面，公司2022年开始布局固态电池的领域，并且持续投入研发，涉及半固态、准固态到全固态电池的三个基础技术路线，当前关键技术和关键工艺均取得了突破性进展，主要参数体现为电解液含量低于5%，能量密度超过450瓦时/公斤，采用氧化物固态电解质和金属锂作为负极。上半年，公司与固态电池的领军企业欣界能源签订战略合作框架协议，并与其签署2GWh的《设备采购框架合同》。
尽管半固态电池展现出良好的发展前景，但其商业化进程仍面临一些挑战。目前，半固态电池产业链尚未完全成熟，部分关键材料和设备仍处于研发或中试阶段。此外，半固态电池的生产成本仍然较高，需要进一步优化工艺和规模效应来降低成本。
未来展望：从过渡方案到主流技术
随着技术的不断进步和成本的持续降低，半固态电池有望在未来几年内实现大规模商业化应用。业内专家预计，半固态电池可能在未来2-3年内走向产业主流，成为新能源汽车领域的重要动力来源。
半固态电池的商业化应用将为新能源汽车行业带来新的发展机遇。其更高的能量密度和安全性将提升电动汽车的续航能力和安全性，推动电动汽车的普及。同时，半固态电池的产业化也将带动相关产业链的发展，包括正极材料、负极材料、固态电解质、设备制造等环节。
然而，值得注意的是，半固态电池仍面临一些技术挑战。例如，固态电解质的电导率较低，需要进一步提高；电极/电解质界面的稳定性也需要持续优化。此外，如何在保证性能的同时降低成本，也是产业化过程中需要解决的重要问题。
总体而言，半固态电池作为固态电池技术的重要过渡方案，凭借其独特的优势和良好的产业化前景，正在吸引越来越多的关注和投资。随着技术的不断进步和产业链的不断完善，半固态电池有望在未来几年内实现大规模商业化应用，为新能源汽车行业的发展注入新的动力。