固态电池中试生产线是固态电池从实验室研发迈向大规模量产的关键环节,以下从定义、意义、技术突破、应用案例、发展现状及趋势展开介绍:
定义与意义
中试生产线是科技成果向生产力转化的必要环节,主要针对生产线的硬件、结构、软件、工艺、测试、维修、物料进行验证,解决批量生产可能遇到的生产线技术问题。固态电池中试生产线的建立,可实现从材料制备到电池组装的全链条高效率生产,进一步优化电池性能,解决规模化生产的技术、工程问题,为后续产业化生产打下坚实基础。
技术突破与优势
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高能量密度:硫化物全固态电池搭配硫化锂正极能量密度可达600Wh/kg,意味着可实现长续航里程。
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快速充放电:硫化物全固态电池导电率极高,应用了硫化物全固态电池的新能源汽车有望在6到10分钟内完成充电,实现“超级快充”。
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低温性能好:硫化物全固态电池工作温区宽,高温稳定不分解、低温至零下40摄氏度的情况下仍可进行充电。
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高安全性:以稳定的固体电解质替代了有机电解液,从而避免了液态电池在撞击、高温等情况下燃烧爆炸的风险。
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长寿命:例如,中试线使用的第一代正极为高镍三元正极,软包电池单体循环4000次,容量保持80%以上,处于国际国内领先水平,初步解决了全固态电池的寿命问题。
应用案例
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青岛中科源本新能源有限公司:2024年12月,高性能20Ah车载硫化物全固态电池中试线在崂山区巨峰光学医疗器械产业园落地并试运行。该中试线依托青岛中科源本新能源有限公司建设,可月产20Ah电池10片。项目旨在解决硫化物全固态动力电池产业化关键技术难题,打通全固态电池由技术到产品的通道,加快产业推进速度。按照规划,该产线预计到2026年年底,可下线100Ah电芯,生产线规模扩大至2GWh。
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Honda:2024年11月21日,Honda首次公开自研全固态电池面向量产化的示范生产线。该生产线位于日本栃木县的本田技术研究所,主要将用于全固态电池量产工艺的技术验证,同时还将确定电芯的基本规格。全固态电池示范生产线投资约430亿日元(约合人民币21.8亿元),其中约有50%来自日本政府的补助。
发展现状
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国内:
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武汉未来院固态电池中试产线已完成数批电芯的生产,同时进行了液态和固态电解质匹配验证试验,各项数据有明显提升,该产线研发的固态电池具备高安全性、超宽工作温域、高能量密度和快速充电及成本可控等特点。
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南都电源已建立一条中试产线,成功实现了小批量交付;欣旺达的第二代半固态电池电芯样品已进入中试阶段;东驰新能源则已成功投产年产500MWh的中试线;鹏辉能源计划在2025年进行全固态电池的中试;久森安高也启动了固态电池中试线建设。
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湖南恩捷的硫化锂与固态电解质开发进入中试阶段,计划2025年底建成百吨级硫化锂中试线,并在2026 – 2027年启动千吨级量产。天赐材料也计划2025年建设硫化物固态电解质中试产线,开展小批量生产应用。
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国外:美国Adden Energy正式启用一条中试生产线,生产其动态稳定锂金属固态电池,旨在提升电池能量密度、充电速度和安全性。
发展趋势
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技术不断创新:各研究团队和企业不断在材料、工艺等方面取得突破,提高固态电池的性能和可靠性,降低成本。
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量产进程加速:随着中试生产线的不断建设和推进,固态电池的量产化进程逐步加快。例如,中科深蓝首条GW级全固态电池量产线将于2025年夏天在常州投产,这是国内首条GW级的量产线,全固态电池批量上车也将指日可待。
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市场需求增长:新能源汽车、储能系统等领域对高性能电池的需求不断增长,固态电池凭借其优势,有望在这些领域得到广泛应用,推动市场规模不断扩大