工信部固态电池项目详情
- 项目基本信息：2024年5月，工信部设立60亿全固态电池研发基金，支持宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、蔚来、吉利等企业，其中宁德时代获20多亿。
- 研发转变与验收：此前宁德时代和比亚迪对固态电池持谨慎态度，获资后宁德时代组建千人团队研发硫化物样品电芯。项目为课题制，覆盖材料、工艺、正负极等领域，验收提交实验结果。
- 后续资金支持：工信部设立基金因丰田原计划2027年推出固态电池，现推迟至2030年，国家层面近期无额外基金支持，地方政府持续通过土地、税收优惠等方式支持。
硫化物与氧化物技术路线对比
- 氧化物路线：高低温性能优良，适合半固态电池，但电导率低，需加入电解液改善。清陶、蔚来已布局氧化物专利。
- 硫化物路线：电导率高，但成本高（硫化锂超180万元/吨）、制造难度大（需300MPa压力）、易产生硫化氢、无法阻挡锂枝晶。专利集中在日本企业。
- 企业路线选择：初创企业如清陶选择氧化物路线，宁德、比亚迪等选择硫化物路线。
半固态电池现状与挑战
- 性能指标：客户要求四驱车续航超1000公里、倍率大于2C、通过针刺测试、循环次数超1000圈。实际表现：续航达1000公里、倍率最高1.6C、针刺测试未100%通过、循环次数达标。
- 成本与市场接受度：智己车型半固态电池版本售价33万元，较宁德时代NCM811电池版本高，但BOM成本仅高约7%。电芯层面成本约0.56-0.58元/瓦时。
- 上量限制因素：能量密度仅提升约15%，倍率性能差影响用户和主机厂推广意愿。
全固态电池工艺与设备推测
- 终局工艺流程：采用干法电极工艺，正负极、固态电解质干混后致密化，使用等静压设备替代滚压机，热压进行集流体复合，叠片替代卷绕，软包封装。
- 封装形式变化：未来主要采用软包封装，因无电解液漏液风险且能量密度更高。
材料与负极技术发展
- 锂金属负极适配性：仅适配氧化物全固态电解质，相关项目已转为硅碳负极。
- 硅碳负极限制：掺硅比例超15%时附着力变差，能量密度提升上限难超500Wh/kg。
- 全硅负极探索：克容量高，美国Amprius公司用硅纳米线技术缓解膨胀，已制出样品电芯，但为液态电池方案。
企业研发进展与成果
- 上汽项目进展：智己L6车型固态电池项目因电芯实验未通过而停滞。与青岛合作的富锂锰基体系项目进展顺利，计划于2025年下半年发布，适配名爵汽车。
- 清陶扩产规划：计划在成都建设10GWh半固态电池项目，投资60亿元，采用复合电解质路线。
- 全固态实验室成果：清陶可制作无隔膜电芯和全固态电芯，但循环性能差。宁德时代样品电芯性能较差，尚未发布。
全固态电池研发挑战
- 关键技术问题：材料适配、工艺成熟度等，预计2028年前无全固态电池量产。
- 设备研发需求：需开发能精准控制极片厚度、长宽及受压情况的专用设备，行业内尚未开发出此类设备。
Q&A 回答要点
- 工信部项目后续：无淘汰或增补安排，近期国家层面无额外基金支持。
- 审核重点：课题进展阶段、测试验证内容及结论。
- 企业进展差异：目前仍处于实验室阶段，聚焦材料适用性研究。
- 产线情况：目前无全固态电池产线，中试线为样品线。
- 资金支持：国家层面近期无额外基金，地方政府持续支持。
- 路线选择原因：技术特性差异及商业考量。
- 工信部验收要求：未提出具体要求。
- 上汽项目目标：智己L6车型要求续航超1000公里、倍率大于2C、通过针刺测试、循环次数大于1000圈。
- 半固态电池限制因素：性能综合表现不佳，倍率性能差、循环性能差影响应用。
- 产线规格：目前无专门用于全固态电池的中试线。
- 工艺路线：全固态电池制造工艺前段设备变化大，后段变化小，采用软包封装。
- 干法工艺：与湿法工艺差异不大。
- 固态电解质掺杂：目前量产正极极片中未添加固态电解质。
- 锂金属负极适配度：仅适配氧化物全固态电解质，硅碳负极提升上限有限。
- 设备价值量：相关设备尚未研发完成，无法评估。
- 上汽下一代产品：富锂锰基体系项目进展顺利，计划于下半年发布，适配名爵汽车。
- 公司研发路线：采用复合电解质路线，以氧化物为基础，添加聚合物与硫化物电解质。
- 研发进展：仍处于实验室阶段，重点为均衡各项性能参数。
- 电芯容量：约100-120安时。
- 后续研发方向：解决适配性问题，包括原位光聚合效果控制、材料配比优化、干法涂布工艺开发。
- 设备需求：需开发能精准控制极片厚度、长宽、受压情况的专用设备。
