最近,总部位于重庆的太蓝新能源宣布在固态电池技术领域取得了重大突破。该公司成功研发出了车规级单体容量为120Ah、实测能量密度高达720Wh/kg的超高能量密度全固态锂金属电池。
这一成果刷新了体型化锂电池单体容量和最高能量密度的行业纪录,也标志着太蓝新能源在固态电池研发领域迈出了重要的一步。
据介绍,太蓝新能源此次发布的全固态锂电池采用了多项关键技术,包括超薄致密复合氧化物固态电解质、高容量先进正负极材料以及固态电池一体化成型工艺等。这些技术的运用使得全固态锂电池在性能上有了显著的提升。
在材料创新方面,太蓝新能源采用了高容量、长循环锂锰基材料作为正极,而负极则选用了复合锂金属基材料。这种材料不仅具有超宽、超薄的特点,同时还具备高循环稳定性和高倍率性能。
据业内介绍,目前主流的磷酸铁锂电池重量能量密度一般在100—160Wh/kg之间,而三元锂电池的重量能量密度通常在150—250Wh/kg左右。太蓝新能源的成果表明,这款全固态电池的重量只有目前主流电池的1/7—1/3。
值得注意的是,此次太蓝新能源发布的全固态锂金属电池采用了与现有主流石墨、硅基材料不同的锂金属作为负极。锂金属作为负极,其理论容量达到3860mAh/g,约为石墨的10倍。搭配现有锂离子电池正极体系,电池能量密度轻松达到400Wh/kg以上。
去年12月,总部位于美国的高性能锂金属电池开发商SES AI Corporation宣布与一家车企正式签署了锂金属电池B样品协议。然而,SES的锂金属电池并未采用全固态电解质,而是选择了一种特殊材料的电解质,包括特殊的盐和溶剂,呈现流动态。
现代汽车先进电池开发部全球研发专家Yongjun Jang曾表示:“不同的电解质是决定高能量密度电池能否拥有长寿命的重要因素。与小容量电池相比,对于大容量电池来说,电解质更加敏感和重要。”
Yongjun Jang进一步指出,在全固态锂金属电池中,保持固态电解质和锂金属之间的连续且紧密接触,并防止因形成锂枝晶而导致电池短路至关重要。
太蓝新能源介绍称,为了解决固-固界面阻抗问题,公司独家研发了高性能氧化物复合固态电解质。通过构建高效的离子和电子传输网络,并配合自主研发的界面柔性层材料,太蓝新能源成功降低了界面阻抗,提升了界面稳定性,从而实现了电池综合性能的全面提升。
天眼查的资料显示,太蓝新能源公司成立于2021年,总部位于重庆,专注于新型固态锂电池及关键锂电材料的技术开发和产业化。
公司于2023年7月完成了Pre-B轮融资,融资金额达到数亿人民币。
中金资本、正奇控股、君联资本、佑亮资本是太蓝新能源的投资方。在之前的A轮融资中,太蓝新能源的投资方还包括了中金资本、招商局创投、国鼎资本等。
目前公司在北京设立了太蓝研究院,顺义新研发总部也在营建中;在安徽淮南在建3GWh的车规级半固态电池产业园一期项目,并在筹备7GWh的半固态/准固态动力电池产业园;在重庆两江新区建有0.2GWh小型半固态动力电池生产制造基地及2GWh车规级半固态动力电池生产制造基地二期。
不过,值得注意的是,太蓝新能源并未公布该款全固态锂金属电池的量产装车时间线。
全球范围内的全固态电池总体处于研发和中试阶段,尽管国内已有多款半固态电池实现量产装车。例如,蔚来汽车最近推出了固液混合电解质的150kWh电池包,能量密度达到360Wh/kg,搭载该电池包的蔚来车型续航里程最长可达1055公里。
然而,业界对于完全不含液态电解质的全固态电池的商业化预期并不一致。
最近,《金融时报》刊登了对宁德时代董事长曾毓群的采访。曾毓群表示他完全支持固态电池,并且已经在该领域投资了10年,几乎每月都会了解研发人员在该领域的工作进展。然而,他对车载固态电池短期内商业化提出了质疑,认为电动汽车固态电池距离商业化还需要数年时间。
曾毓群指出:“目前这项技术仍存在一些不足之处,如耐久性不足,且仍然存在安全隐患(比如电池在车祸中破裂可能造成的后果等)。”
在宁德时代财报业绩说明会上,当被询及对下一代电池技术以及日本企业制定的2027年固态电池计划的看法时,曾毓群表示,前沿技术的实用化需要经历三个阶段,即技术验证、产品制造、市场推广。首先需要确认技术的可行性和通用性;其次,在产品化过程中需要确保安全性、可靠性、一致性和质量;最后,需要考虑产品的市场接受度,因为价格过高可能导致销售困难。
中国科学院院士欧阳明高也承认,全固态电池产业在商业化方面面临巨大挑战,具有跨学科特性,技术门槛极高,涉及材料界面、工艺、产业链以及设备等方面。
以制造工艺为例,据介绍,采用全固态电池制造的湿法工艺,大部分现有的液体锂离子电池制造设备仍可使用。然而,采用干法工艺则需要全新的设备,因为大多数现有设备无法胜任,这也意味着需要电池设备制造商进行同步更新。