国内固态电池核心技术密集突破加速产业化
科技专栏 2026-09-22 10:03
财π新闻 据人民网2026年9月21日报道,9月20日,眉山投控集团联合四川大学、四川省产业技术研究院共建的新能源电池全生命周期检测与标准化技术联合实验室签约揭牌,同步举行超高镍全固态电池成果发布会,多项固态电池领域的核心技术突破集中亮相,标志着国内固态电池产业化进程迎来关键节点,为培育锂电新质生产力注入硬核动能。
多地多主体协同推进固态电池核心技术攻关立足成渝地区双城经济圈建设,眉山依托锂电全链条产业基础打造西部中试转化高地,随着四川大学眉山校区建成投用,顶尖高校科研人才资源持续导入本地。眉山投控集团与川大产业集团共建的川大科技园眉山分园,通过校区、园区、产业园区联动,构建“校内培育—园区孵化—本地产业化”接力式成果转化体系,把高校科研优势转化为地方产业竞争优势,本次固态电池项目正是该分园首个旗舰协同科创项目。四川省科学技术厅副厅长敬茂明,四川省经济和信息化厅二级巡视员廖先德,眉山市人民政府市长王斌达、副市长郑斌、副市长车智勇,四川大学常务副校长褚良银、副校长刘超,中国工程院院士、四川大学教授石碧,四川大学杰出教授钟本和,眉山投控集团董事长赵飞宇,化学工程学院党委书记李天友,院长郭孝东,四川省产业技术研究院执行院长郭建路,以及相关部门、科研院所和企业代表共同参与了本次活动。
本次发布的超高镍全固态电池成果,由四川大学化学工程学院院长郭孝东教授团队牵头,该团队深耕新能源电池材料十余年,斩获国家科技进步奖二等奖、四川省科技进步奖一等奖,手握80余项发明专利,在超高镍正极、固态电池界面调控两大核心技术实现重大突破。郭孝东表示,不要看容量只多了十几二十毫安时每克,背后是整整二十年的攻关,每提升一点都要同步破解安全性、循环寿命等配套问题,容量提升十几毫安时,循环寿命往往下降上百次,如何把损失的补回来,就要从材料晶貌、颗粒结构等方面做大量探索调整。
除眉山本次发布的成果外,国内多个科研团队和产业主体近期也在固态电池领域取得关键进展。9月初,中国一汽联合东方理工大学,在硫化物固态电池低压力运行领域取得重大技术突破,相关成果以“离子弹性体界面实现低压力高稳定固态电池”为题,发表于国际顶级期刊,为硫化物固态电池规模化量产应用提供了关键技术支撑。9月16日,青岛中科源本新能源有限公司对外公布,其创始人技术团队提出“电子—离子协同导电网络”设计范式,独创开发的多元锂合金负极材料,在材料与电极制备两方面同步实现产业化技术突破,标志着相关研究成果完成了从实验室论文到产业化应用的关键跨越。
2月,南开大学陈军院士团队与中汽新能电池科技有限公司研发技术中心联合开发的超高比能固液电池系统产品正式发布,该产品采用自主研发的创新材料与关键技术,在能量密度、循环寿命和安全性方面实现多重突破,相关技术路径进一步丰富了国内固态电池领域的研发版图。不同地区、不同主体的协同攻关,正在从正极、负极、电解质、界面调控等多个维度,逐步扫清固态电池产业化道路上的技术障碍。
多项核心性能指标实现行业领先突破本次在眉山发布的超高镍全固态电池成果,多项核心性能数据达到国内领先水平。其中超高镍正极材料0.1C放电比容量突破240mAh/g,固态电池能量密度突破400Wh/kg、循环寿命达800次以上,综合性能处于国内领先梯队。郭孝东教授向参会嘉宾介绍研发成果时表示,团队还改进聚合物膜工艺,可在常压下实现界面紧密贴合,无需高压设备,突破了制约量产的瓶颈,相关技术成果可广泛应用于新能源汽车、智能机器人、低空经济、航空航天、储能等战略新兴领域,市场应用前景广阔。
青岛中科源本新能源有限公司推出的新型多元锂合金负极材料,在性能测试中展现出亮眼表现,该材料在55℃下,以50C倍率完成一次完整充放电仅需72秒,刷新硫化物全固态电池超快充纪录。采用量产湿法工艺制备的电极也实现了与论文相当的性能水平,25℃下,0.1C充放电比容量达183毫安时/克,55℃下,20C倍率,180秒充放电比容量达124毫安时/克,电池充放电效率均超过99%,验证了锂合金负极与湿法工艺兼容,无副反应,且充分发挥电化学活性,标志着该负极体系可以通过湿法工艺制作电极,真正从“材料创新”跨入“器件可造”的新阶段。
中国一汽联合东方理工大学取得的低压力运行技术突破,针对性解决了全固态电池长期存在的世界性难题,此前全固态电池普遍需要20兆帕以上工作压力,严重制约了其产业化落地,研发团队聚焦低压力工况下界面接触衰减这一核心痛点,通过材料形貌调控、电芯低压结构创新及制备工艺优化,成功实现大容量全固态电芯在仅5兆帕的低压力下稳定循环,大幅降低电芯对外部压力的依赖,有效适配电池包工程化设计。南开大学联合开发的超高比能固液电池系统产品,电芯能量密度超过500瓦时每公斤,电池包的电量同比提升67%,装车后续航里程可达到1000公里以上,是高性能磷酸铁锂电池的2倍以上。
不同技术路线的性能突破,正在逐步打破传统液态电池的性能天花板。最新实验数据显示全固态电池的能量密度已突破每公斤五百瓦时,搭载该电池的电动汽车续航里程有望突破一千公里大关,同时固态电解质从根本上消除了液态电解液泄漏和热失控的风险,在续航能力、充电速度、循环寿命等核心维度,固态电池都展现出远超现有液态电池的性能潜力,为下游应用场景的拓展提供了坚实的性能支撑。
安全性能实现本质性提升适配多元应用场景电池安全是公众高度关注的话题,郭孝东解释,现在手机、电动汽车用的液态电池,电解液是起火燃烧的主要原因,把电解液全部替换为固态电解质,本质上就改变了电池体系,本身就是安全的。本次发布的全固态电池已满足最新国家全固态电池标准,这个标准暗藏了一个默认规则,必须安全,所以“固态电池”的代名词其实就是安全。液态电池电解液全是有机溶剂,失火后水浇不灭,而固态电池没有液体,固体粉末灭火器隔绝氧气就能扑灭,与传统液态电池相比,全固态电池不再使用有机电解液,从根本上降低了起火燃烧风险,如果发生热失控,用干粉灭火器隔绝氧气即可处置。
南开大学发布的超高比能固液电池系统产品,采用超浸润原位固化复合电解质技术,具备高离子电导率、超浸润性、宽电化学窗口、强界面亲和性、阻燃以及低成本等优势,有效提高了安全性和耐用性,同时应用原位生成锂负极技术,解决了高成本、高风险的金属锂带使用问题,在降低生产成本、简化制造工艺的同时,实现电池循环寿命和安全性的重大突破。青岛中科源本新能源有限公司开发的多元锂合金负极,具备本征的化学与电化学稳定性,与传统锂金属负极需依赖复杂人工SEI层勉强维持运行不同,该材料几乎无需额外界面工程“打补丁”,对产线环境容忍度更高、工艺窗口更友好,从材料底层结构层面降低了电池运行过程中的安全隐患。
针对全固态电池的倍率性能这一长期横亘在产业化道路上的共性门槛,相关研发团队跳出传统修复思维,从材料底层结构创新,原创研发出Li–Al–Si–Zn四元合金负极,搭建全新电子-离子协同导电网络,这款新型负极材料如同为电池搭建了一套“立体高速交通系统”,不同组分各司其职、协同工作,锂铝相负责高速传导电子,保障电路通畅,锂锌相优化锂离子传输路径,让电量迁移更均匀高效,富硅区域则灵活缓冲电池充放电的体积变化,牢牢稳住电池结构,从根源上避免了高倍率充放电过程中电子传输慢、锂离子扩散受阻、结构稳定性差等问题,防止界面接触劣化导致阻抗急剧攀升,同时规避了高倍率下不均匀锂沉积与枝晶生长造成的电池短路风险。
安全性能的本质性提升,让固态电池能够适配更多对可靠性要求极高的应用场景,除了新能源汽车领域外,智能机器人、低空经济、航空航天、大规模储能等领域,都对电池的安全属性有着极高要求,固态电池的技术突破,恰好匹配了这些场景的核心需求,能够为不同领域的设备运行提供更可靠的能源供给方案,进一步拓展了新能源技术的应用边界。
产业链协同加速推进量产落地进程眉山市相关负责人表示,联合实验室的运行补齐了当地固态电池领域小试、中试公共载体的短板,有助于当地布局下一代动力电池产业,此次合作构建起省校地企四方协同创新模式,依托地方国企的资本优势和平台运营能力,引入四川大学的技术、人才资源,形成技术攻关、标准研制、成果转化的全链条。活动现场,参会嘉宾还对固态电池验证线进行了参观,这条验证线进一步打通从实验室研发到产业应用的转化链条,为全固态电池相关技术的持续优化和产业化落地提供了支撑。
四川锂电产业基础较好、产业链较为完整,集聚了宁德时代、欣旺达等多家头部电池企业,为固态电池的产业化落地提供了完善的产业配套支撑。郭孝东表示,当前固态电池领域竞争加剧,行业需推进技术迭代、控制生产成本,通过规模化生产摊薄单位成本,加快先进技术的市场化应用。今年以来,国内固态电池赛道的产业资源也在快速聚拢,据动力电池应用分会不完全统计,今年1-7月国内固态电池领域公开投资项目超50个,规划总投资金额超530亿元,其中相当大一部分资金都向硫化物技术路线倾斜。
在各种技术路线中,硫化物固态电解质的离子电导率最高,被业内视为实现全固态电池商业化应用的重要方向,目前宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、国轩高科、孚能科技、赣锋锂业、天赐材料等众多产业企业,都在集中资源攻坚硫化物固态电池路线。今年以来,晶核能源发布其首款机器人专用硫化物固态电池,计划年内开启小批量客户交付,亿纬锂能两款全固态电池在成都基地下线,均采用硫化物技术路线,在车企方面,广汽集团宣布其首条0.5GWh全固态电池中试线投产,60Ah车规级硫化物电芯批量下线,国内多家动力电池企业近期密集发布固态电池技术进展,标志着这一被视为下一代电池技术的革命性产品正加速走向量产。
硫化物固态电池的量产,离不开硫化锂这个合成固态电解质的核心材料,其纯度将直接决定电解质的离子电导率与化学稳定性,是影响固态电池性能和成本的关键,目前国内布局硫化锂的厂商非常多,从整体进程来看,大多数已经处于中试线阶段。近日,湖南硫锂与腾远钴业达成战略合作,双方将围绕硫化锂中试线项目,开展深度协同,湖南硫锂将输出硫化锂材料配方与固态电解质研发技术,联合腾远钴业完成中试线建设、样品试制与性能验证,为后续硫化锂规模化生产、固态电池电解质产品产业化落地筑牢根基。百杰瑞已经构建了硫化锂从小试、中试到量产的清晰落地路径,预计2027-2028年可完成中试线建设,并实现小批量生产,该阶段产能足以匹配彼时行业早期需求,最终目标是在2030年之前,完成硫化锂的规模化量产布局。泰同源现阶段暂不直接开展硫化锂量产,主要为硫化锂产业提供配套添加物及上下游技术服务,雅化集团硫化锂中试线,已进入论证和设计阶段。业内人士指出,全固态电池的大规模量产仍面临材料成本偏高和制造工艺复杂等挑战,预计首批量产固态电池将于明年下半年正式上市,初期价格可能高于现有电池产品,但随着产能爬坡和工艺优化,成本有望在三至五年内降至可与液态电池竞争的水平。
(编辑:张广德)

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