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宁波容百新能源李琮熙:全固态电池有望重塑电池行业格局

3月28日-30日,以“夯实电动化推进智能化实现高质量发展”为主题的中国电动汽车百人会论坛(2025)在京隆重召开!本届论坛汇聚20+政府有关部门领导、30+院士专家、100+汽车及相关领域的企业代表,共议汽车产业变革新路径。在30日召开的动力电池论坛上,宁波容百新能源科技股份有限公司副总裁兼中央研究院院长李琮熙发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:


宁波容百新能源科技股份有限公司副总裁兼中央研究院院长 李琮熙

大家好,今天我将以“全固态电池产业化技术进展”为题进行演讲。

全固态电池一直以来倍受市场关注,因为它具有突破现有锂离子电池技术壁垒的潜力及多重优势,包括其能量密度高,液态电解质替换为固态电解质带来的安全性提升,以及安全零部件和材料简化带来的降本潜力等。行业共识普遍显示,全固态电池有望在2027年进入市场阶段,2030年规模化量产,预计到2035年,市场份额将突破10%,且这一进程可能会进一步加速。全固态电池凭借其更高的能量密度和安全性,必然会成为自动驾驶、电动汽车、城市空中交通和人形机器人市场的关键赋能技术。仅人形机器人市场而言,2030年市场规模预计达到660亿美元。因此,全固态电池可以说是有望重塑二次电池行业的游戏规则。

尽管全固态电池被认为能够解决当前锂离子电池的缺陷,但仍面临成本压力和技术瓶颈的挑战。在成本端,硫化物固态电解质的关键原料,硫化锂的价格在几年前还高达1500美元/千克,是液态电解质的150倍,但当下通过工艺优化,良率的提升,利用硫化氢等化学转化工艺技术,使得硫化锂的生产成本正在迅速降低,随着硫化锂和硫化物固态电解质的规模化生产,干法电极技术的引入,材料和零部件的简化,预计到2035年,电芯BOM成本有望降至0.4元/Wh以下。

全固态电池产业化在制造工艺上的主要障碍在于加压和堆叠。在加压工艺上,为了解决全固态电池特有的界面接触性较差问题,需借助能实现高温高压的等静压机,但这类设备以液体为压力介质,需要加入密封工序,仅这工序就需要30分钟,而在近期,业内除了均匀加压设备,还创新性地引入了食品行业中的真空设备工艺进行多方面的尝试,最近也有成功案例显示,通过这类新型设备可以成功制造出压缩率在40%,厚度偏差在2.5%以内的全固态电池电芯,这与传统WIP设备效果相当。

当前虽然已经有许多解决方案,但全固态电池仍面临着诸多技术难题,主要包括固态电解质与电极之间的高界面阻抗,锂金属负极的锂枝晶生长问题。在量产方面,固态电解质及其原料硫化锂的价格高昂,新供应链体系的构建等,都是全固态电池当下面临的难题。而正极、负极与固态电解质之间的高界面阻抗可以说是全固态电池当下面临的最大技术瓶颈,而这样高界面阻抗形成的原因包括材料接触时不可避免地产生接触空隙,导致电化学不稳定性增高。

在充放电过程中电极体积膨胀引发的界面分离也是原因之一,对此业内正在通过包括固态电解质改性,采用高温高压工艺,扩大有效接触界面等方式来解决,以及在正极采用掺锂锆的锂氧化物涂层技术,在负极中引入中间层多维度的方案努力攻克这一课题。

在全固态电池领域,干法电极技术虽被视为关键工艺,但其使用的PTFE粘结剂作为全氟化合物,已被证实对环境和人体有害,目前欧美正在讨论对其的使用限制。为此,行业正积极推动替代粘结剂的开发,以及寻找在降低PTFE用量的同时可以确保离子电导率不衰减的解决方案。举例来说,在干法工艺中可以将聚丙烯酸与CMC胶黏形成的粘结剂涂覆于正极材料,可以大幅减少70%以上的PTFE用量,同步解决环保问题与离子传导需求。

容百科技正积极推动硫化物体系全固态电池正极材料、固态电解质的产品开发与产业化布局。在正极材料开发上,我司携手多家客户共同开发8系、9系产品,以及适用于全固态电池的富锂锰基正极材料。其中8系产品成本与现有材料体系相当,其循环性能达到行业领先水平,并获得了国内外客户的认可。值得关注的是,我司率先实现了全固态电池用大单晶技术的商业化,能够确保更高的容量压实密度和更长的循环寿命。

我司面向全固态电池开发的9系三元材料已实现单晶与多晶的双路线布局,在超高镍产品上即使采用单晶结构,仍可实现230mAh/g以上的超高容量,单晶和多晶产品均自去年起已实现对国内外头部客户的吨级出货。容百科技的固态电解质业务聚焦在硫化物与卤化物两大技术路线,我司第一代全固态电池正极材料产品目前正处于吨级验证阶段,计划年内完成材料定型。

我们正在开发的第二代产品是超高镍三元材料,容量可以达到240mAh/g。第三代产品是基于富锂锰基技术,容量超过300mAh/g的超高容量产品,该产品目前已经进行了前期开发。在硫化物固态电解质方面,我们计划今年完成中试验证,并于明年建成量产线。相信全固态电池会开启二次电池新的序幕,容百希望可以助力全固态电池时代的加速到来,希望大家多多关注和支持容百。

谢谢大家。

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