
宁德时代加大对全固态电池的研发投入
近日,有媒体报道,宁德时代在今年大幅增加了对全固态电池的研发投入,并将研发团队扩充至超过1000人。这是电池行业中首次有公司如此大规模地投入资源研发固态电池。
消息称,宁德时代目前专注于硫化物路线,已进入20Ah样品的试制阶段,这表明电池方案已初步成型,进入生产技术探索阶段。根据宁德时代的计划,预计在2027年实现全固态电池的小批量生产。
固态电池的优势
近年来,固态电池作为新能源汽车的核心技术之一,发展迅速,备受关注。固态电池采用固态电解质,具有不易燃烧、不易爆炸的优点,降低了自燃和爆炸的风险。即便在外部撞击或内部短路等极端情况下,固态电池的安全性也高于液态电池。
固态电池的能量密度有望突破500Wh/kg,使电动汽车的续航里程超过1000公里。此外,由于克服了锂枝晶现象,固态电池的循环寿命可达45000次,远高于传统锂离子电池。
在充电时间方面,实验室研究表明,全固态电池可以在15分钟内充电至80%,甚至有研究团队声称可在5分钟内完成。这将有效缓解当前的电池焦虑问题。
固态电池的工作温度范围更广,以硫化物电解质为例,其工作温度可达-60°C至120°C,适用于更多极端环境。由于安全性提高,固态电池的厚度可以大幅降低,省去电池内部的温控组件,提高体积利用率。此外,固态电池不含有毒重金属,更加环保。
宁德时代的研发进展
宁德时代的全固态电池研发主攻硫化物路线,据称其研究已持续7-8年。目前,宁德时代的固态电池研发处于技术成熟度“1-9”评价体系中的“4”阶段。目标是在2027年达到“7-8”的水平,实现小批量生产,但仍需克服成本问题。
全固态电池研发的主要挑战在于“固-固界面”问题,即正极材料与电解质之间的接触不充分,影响离子传输;负极在充放电过程中的体积膨胀导致固-固界面的动态损伤。尽管有技术方法可以部分解决这些问题,但如何以低成本彻底解决仍是难点。
2027年成为关键节点
不仅宁德时代,其他企业也计划在2027年左右推出固态电池产品。例如,比亚迪旗下的弗迪电池计划在2027年小批量生产固态电池,欣旺达则计划在2026年实现商业化量产。国轩高科和中创新航也在积极推进相关研发。
目前,固态电池面临的挑战包括锂金属负极的应用、硫化物电解质在空气中的不稳定性以及高昂的合成成本。随着技术的成熟和制造工艺的优化,预计到2030年后,电芯价格将大幅下降,固态电池的普及有望加速。
总结
全固态电池作为一项颠覆性技术,吸引了众多企业的研发投入。宁德时代的大规模投入有望加速全固态电池技术的落地。尽管目前面临技术和成本的挑战,各企业计划在2027年左右实现技术突破,预示着2030年将可能迎来全固态电池的普及。