金羽新能杨扬认为,全固态电池方面,目前发展速度较快,技术路线正逐步趋于定型。下一步需要重点关注的问题包括:一是基础性能提升,包括离子电导率低、界面阻抗大等;二是全固态工艺对现有产线的全面升级需求;三是因工艺难度高带来的成本问题。

2026下一代电池技术与产业发展大会现场

2026下一代电池技术与产业发展大会现场

电池百人会-电池网 5月12日讯(陈语 张倩 广东深圳 图文直播)5月12日,由ABEC组委会、中关村新型电池技术创新联盟、电池网联合主办的“2026下一代电池技术与产业发展大会”在深圳拉开帷幕。

大会汇聚了全球产学研领域的顶尖精英,紧扣固态电池与钠电池两大前沿赛道,深入探讨高能量密度、高安全性的固态电池技术突破与产业化路径,同时挖掘资源丰富、成本优势显著的钠电池在规模化储能与电动车领域的应用潜力。期待通过本次大会的智慧碰撞与成果发布,有力推动下一代电池技术的成熟与商业化落地,为全球能源转型注入新动能。

浙江金羽新能源科技有限公司研发副总 杨扬

浙江金羽新能源科技有限公司研发副总 杨扬

12日上午,浙江金羽新能源科技有限公司研发副总杨扬在论坛上作了题为《高能量密度固态锂电池的探索与挑战》的主题演讲,分享了固态电池技术优势、主要技术路线及各自特征、金羽新能固态电池布局进展等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

“双碳是目前发展的普遍共识,要达到这一目标,解决能源储存及能源转化的技术难题是关键。”会上,杨扬指出,“经历多次能源革命后,我们已经迈入新能源时代,以电池为代表的新能源已经渗透进我们生活的方方面,而且在储能、消费、动力等领域都表现出强劲的增长势头。”

随着新能源产业快速发展,对电池性能的要求也持续提升,集中体现在两个方向:更高的能量密度与更高的性价比,后者意味着可规模化量产与更低的成本。

固态电池技术优势

当前市场上主流应用的是液态锂离子电池。其工作原理是通过电解液在正负极之间往返脱嵌锂离子,实现能量存储与释放。自20世纪70年代发展至今,锂离子电池体系已历经半个多世纪的持续优化,成熟度极高,但局限性也日益凸显:一是能量密度逼近理论极限,难以满足更高需求;二是液态电解液易燃,且形成的SEI膜活性较高,带来显著安全隐患。

既然安全隐患主要源于电解液,那么用固态导锂介质替代电解液,是否就能从根源上解决问题?所以固态电池就应运而生了!

杨扬分析称,相比液态电池,固态电池不仅具备本征安全性,还拥有更多潜在优势:更高的能量密度上限、更紧凑的结构设计等。

从能量密度看,液态电池中电解液与正负极材料的相容性(如电压窗口、界面副反应)限制了材料选择。在杨扬看来,基于液态电池的体系,负极用高含量的硅或是纯硅可以达到400Wh/kg左右,如果液态体系下继续往上走,难度较高。而固态电池可以兼容更多高克容量体系的正负极材料,如富锂锰、金属锂等,理论上可大幅提升能量密度。

从安全性看,液态电解液易引发热失控连锁反应。固态电解质则同时承担隔膜和电解液的功能,不可燃、不易流动和挥发,且具备一定厚度与机械强度。使用金属负极时,还能有效抑制锂枝晶生长,从而显著降低热失控风险。

在结构层面,液态电池多采用平行堆叠,而固态电池可采用双极堆叠。这种方式一方面最大程度节省了集流器、极耳、外部连接及封装材料等非活性物质;另一方面,相邻电池间的连接电阻降低,从而获得更低的电池内阻和更高的功率密度,电池冷却系统也得以大幅简化。这是目前业内公认的固态电池最具价值的优势之一,能量密度可分别提升50%和70%。

生产工艺上,相比传统液态电池的复杂流程,固态电池前段可采用干法涂布,省去匀浆、涂布、烘干等环节;中段模切与切片可同步进行;后段化成工艺也可简化。因此,理论上固态电池的工艺流程可以大幅简化。

对于半固态(固液混合)路线,其工艺与传统软包电池高度一致,成熟度高、产线兼容,无需增设设备。而凝胶半固态路线则需增加固化、化成等工序。

固态电池主要技术路线

杨扬介绍,目前固态电池主要有三大技术路线:氧化物、硫化物、聚合物,在全球范围内均有布局。

硫化物固态电解质因其超高离子电导率而备受关注,科研与产业界均投入大量尝试并取得良好进展。日韩企业在此方向布局最广,持有全球领先的固态电池专利数;美国多家初创公司也在不断刷新电池性能数据。

聚合物固态电解质率先实现商业化,但受限于电导率低、需高温运行等缺陷,未能大规模推广。目前新材料仍处于实验室研发阶段,规模化量产需解决聚合物成膜条件(溶剂选择、含量等)对离子电导率的影响。部分公司已在此领域取得较好突破。

氧化物固态电解质电导率低于硫化物,但前景同样广阔。虽然全固态电池仍处于研发阶段,面临诸多挑战,但基于氧化物的半固态电池已实现小规模量产——尤其以国内科技型企业为代表,已形成科研成果孵化到产业投资的完整产业链,处于全球领先地位。

固态电池面临的挑战

杨扬强调,尽管固态电池优势显著,研发与产业化进展迅速,但其实际应用仍面临多重难题。

技术层面,电极与固态电解质界面的稳定接触是首要挑战。液态电池为面接触,而固态电池的固固接触,接触面积有限,充放电过程中的体积变化会进一步恶化界面接触。虽然加压可部分缓解,但会带来实用性、成本、能量密度等新问题。此外,空间电荷层导致的离子电导下降及界面副反应也是必须考虑的问题。

“目前硫化物、卤化物的离子电导率已接近甚至超过液态电解液,但这就足够了吗?”在杨扬看来,“还不够。因为固态电极中的离子传输路径远比液态电解液中的连续离子/电子路径更长,尤其是在厚极片中。因此,需要更高的离子电导率才能达到液态电池离子传输水平。”

杨扬进一步介绍说,由硫化物电解质组装的锂电芯会出现两种形式的“死锂”:一种是在负极界面形成的枝晶型死锂,通常经过多次循环后缓慢出现;另一种是隔膜型电解质层内部的夹杂型死锂,从第4–5圈循环就开始明显出现。前者由金属表面费米能级分布不均引起,可通过3 MPa堆叠压力或LiF极化剂修饰界面加以抑制;后者源于硫化物电解质的高电子电导率,使电子能从负极以“蛙跳式”迁移导致软短路。

制造层面,全固态电池的电芯堆叠工艺虽能提高空间利用率,但不对称电极片(每侧的阳极或阴极)的生产对成本和工艺要求更高。从材料稳定性、固态电解质界面问题,到单电极再到成品电芯,整个工艺流程需重新摸索,同时需要新增固态电解质专用设备及产线。不仅如此,全固态电池的材料成本主要受固态电解质材料控制,生产过程成本较高(约35%),扩大生产规模是降低成本的可行路径。

金羽新能固态电池布局进展

杨扬表示,基于上述考虑,国内企业普遍以市场驱动为主,重点布局可量产的半固态电池路线。该路线与现有软包产线兼容性高、切换方便,具备快速起量的条件。通过逐步降低电解液用量,实现从半固态向几乎全固态过渡——浙江金羽新能源科技有限公司(简称“金羽新能”) 正是其中的代表。

资料显示,金羽新能成立于2019年,已建成完整研发试验线,年产能达2GWh,配备资深质量与工程团队,研发人员占比超30%。

“基于半固态电池技术,公司已推出能量密度为370Wh/kg的高比能电池,目前处于产品级客户测试阶段,在1C及3C充放电条件下的循环寿命为500至800次。此外,公司主推的高功率电池支持6C充电、12C放电,循环寿命可达4000至5000次,目前已进入批量出货阶段。”杨扬介绍,金羽新能打造了四大电芯平台:“扶摇”兼顾能量密度与循环寿命;“万山”聚焦功率密度、高低温性能及超快充能力;“山海”主打超高安全性能;“无际”主攻极致能量密度。四大平台全面覆盖高能量、高功率、高安全应用需求,为模组及系统级产品提供标准化、可扩展的核心基础单元。

据悉,2026年开年,金羽新能“万山”系列超快充固态电池已顺利交付给工程车辆头部客户。在材料方面,金羽新能氧化物固态电解质膜首批已量产应用。

在耐高温全固态电池领域,金羽新能从项目启动到产品交付仅用时15个月,完成了材料定型、工艺验证及定制化设备开发,并验证了二次电池在井下超高温工况下的可靠应用。

展望未来,杨扬认为,总体而言,从液态电池到半固态电池的技术路径具有共通性,且相对成熟。全固态电池方面,目前发展速度较快,技术路线正逐步趋于定型。下一步需要重点关注的问题包括:一是基础性能提升,包括离子电导率低、界面阻抗大等;二是全固态工艺对现有产线的全面升级需求;三是因工艺难度高带来的成本问题。“无论如何,全固态电池仍将是未来持续发展的技术方向。”

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

[责任编辑:张倩]

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与电池网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性,本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。涉及资本市场或上市公司内容也不构成任何投资建议,投资者据此操作,风险自担!

凡本网注明 “来源:XXX(非电池网)”的作品,凡属媒体采访本网或本网协调的专家、企业家等资源的稿件,转载目的在于传递行业更多的信息或观点,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理、删除。新闻热线:400-6197-660-1

电池网微信