被行业寄予厚望的固态电池,技术创新不断取得新进展。11月7日,太蓝新能源与长安汽车在重庆联合举办“无隔膜固态锂电池技术发布会”。据介绍,太蓝新能源通过颠覆性创新技术,首次取消隔膜,在业内率先实现无隔膜固态电池技术的突破。
太蓝新能源宣布,无隔膜半固态电池计划于2026年实现装车验证;无隔膜全固态电池计划于2027年实现批量生产。
01
减掉隔膜的“范式革命”
在发布会上,太蓝新能源首次推出锂电池“减材制造”的理念,掀起锂电池行业的“范式革命”。“范式革命”最早?是由科学哲学家托马斯·库恩提出,它是科学研究中一种根本性的变革,涉及到科学理论、方法论和世界观的根本性转变。
太蓝新能源董事长&CTO高翔指出,行业为破解电池安全问题,常常采用增加防护措施的“加”方案,给电芯增加防爆阀;在PACK层面,增加气凝胶、增加云母片、增加液冷系统、增加高强度壳体等。过度堆砌不仅大幅增加成本,增加系统复杂性,而且无法根本解决由隔膜特性引起的锂电池安全问题。
“范式革命,是一种世界观的改变。”高翔引用托马斯·库恩的名言,他指出解决锂电池安全问题的出路在于做“减”法。依托这一理念,太蓝新能源在行业的“加”法时代,逆向而行、独辟蹊径,颠覆性地提出4-3-2-1技术路线,确定了从液态到半固态,再到全固态电池的清晰产业路径。
在目前传统液态锂电池的四大主材基础上;第一步,减掉隔膜,减掉部分电解液;这是太蓝最先量产、装车的半固态电池产品阶段。第二步,完全减掉电解液;这是太蓝将率先应用在部分细分专业领域,如低空经济等领域的全固态产品阶段。第三步,减掉负极,只留下直接产生能量的活性物质;这是未来太蓝的无负极全固态产品阶段。
02
实现本征安全,才有未来
“本征安全是固态电池第一使命,有安全才有未来。”高翔指出。太蓝无隔膜固态锂电池技术,减掉隔膜并在极片表面导入高致密复合固态电解质层,固态电解质层完全不燃烧。同时,通过极片复合固态电解质层、原位亚微米工业制膜(ISFD)技术等,还可以有效地抑制锂枝晶形成及刺穿,进一步实现本征安全。
据介绍,相比液态锂电池,太蓝无隔膜半固态电池安全性能将大幅提升。在挤压、高温、过充等电池安全测试中远超国标要求。产品已经通过GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》和GB43854-2024《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》相关认证,获得检验检测报告。
在耐挤压方面,国标要求挤压形变量达到15%,电池不起火、不爆炸。资料显示,太蓝无隔膜半固态方壳电池,可承受挤压形变量达60%,耐挤压形变能力提升300%。在耐过充方面,国标要求过充至4.62V,电池不起火、不爆炸。太蓝无隔膜半固态电池可过充到19V,耐过充能力提升300%。在耐高温方面,国标要求在130℃下保持30分钟,电池不起火、不爆炸。太蓝无隔膜半固态NCM和LFP/LMFP电池,分别可在180℃和200℃下保持30分钟不起火、不爆炸,耐热温度提升50℃和70℃。
除了安全性方面的极大提升,太蓝无隔膜半固态电池还具备优异的快充性能。目前,25Ah级别的太蓝无隔膜半固态电池,已经具备3C充电、4C放电的快充效能,并且循环寿命表现优异。在25℃下支持1032圈循环后保持87%容量,45℃下支持1096圈循环后保持83%容量。
值得注意的是,由于无隔膜技术的应用,减少了对于传统隔膜材料的依赖,并可减少部分电解液,使得太蓝无隔膜半固态电池在生产制造过程中,原材料成本可减少10%以上。而且,无隔膜固态电池技术可以兼容各类已知高克容量正负极材料体系,涵盖NCM、LFP、LMFP等多元化材料组合,使得电池可以根据不同的能量密度需求进行灵活定制。
03
量产装车时间表已明确
固态电池拥有更高的能量密度和更高安全性,被业内公认为是下一代电池技术。据业内机构预测,2025年和2030年全球固态/半固态电池需求量将分别达到44.2GWh和494.9GWh;到2030年固态/半固态电池市场空间有望超过1500亿元。
然而,受制于材料、成本和工艺,全固态电池大规模量产应用还有很长一段距离。相较之下,半固态电池可沿用90%以上原有液态锂电池的生产设备,而且技术成熟度高,量产落地已经触手可及,太蓝新能源无疑是半固态领域的“急先锋”。
据太蓝新能源CEO李彦介绍,早在2022年太蓝位于重庆两江新区的一期工厂投产,就率先在行业内实现半固态电池的量产。今年年内,太蓝在两江新区投资建设的第二座工厂,也即将落成,一期加二期总产能达到2.2GWh。加之其在安徽淮南的产能布局,目前太蓝已有和规划产能总计达到12.2GWh。
在本次发布会上,太蓝新能源又进一步明确了无隔膜半固态电池量产时间表,无隔膜半固态电池计划于2026年进行装车验证/测试,以满足新能源电动汽车的应用需求;无隔膜全固态电池计划于2027年实现批量生产,在特殊领域开展示范性应用。
“此次与长安汽车合作的无隔膜固态锂电池技术,是电池史上的一项革命性创新。”李彦表示。无隔膜半固态电池装车意味着新能源汽车行业正迈向新台阶,作为固态电池普及者,太蓝新能源通过逐步减掉隔膜、减掉电解液、减掉负极,将推动电池技术向全固态化加速迈进。
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