В последнее время в секторе твердотельных батарей наблюдается всплеск сигналов, указывающих на промышленные прорывы. От даунстрим-приложений и мидстрим-производства до апстрим-материалов — совместные усилия по всей цепочке создания стоимости поднимают эту технологическую «гонку» до кульминации: коммерциализация полностью твердотельных аккумуляторов становится реальностью с беспрецедентной скоростью.
Совместные усилия по всей цепочке создания стоимости, путь коммерциализации постепенно проясняется
Автопроизводители переходят от технологических перспектив к конкретным «дорожным картам», вливая уверенность в коммерциализацию полностью твердотельных аккумуляторов. Chery недавно представила свой модуль полностью твердотельной батареи под названием «Rhino S». По сообщениям, элемент батареи обладает плотностью энергии до 600 Вт·ч/кг, используя комбинацию «системы твердого электролита с in-situ полимеризацией» и катодного материала на основе литий-марганцевой руды. Он продемонстрировал стабильную работу в экстремальных испытаниях безопасности и запланирован к пробной эксплуатации в 2026 году, с полномасштабным серийным производством в 2027 году. К тому времени запас хода автомобилей с этой батареей, как ожидается, достигнет до 1,500 километров.
Традиционный гигант Toyota также объявил о планах запустить свою первую модель электромобиля, оснащенную сульфидной полностью твердотельной батареей, уже в 2027 году. Согласно ранее озвученным планам, Toyota сначала создаст завод по производству твердотельных батарей годовой мощностью 10 ГВт·ч. Первая партия полностью твердотельных аккумуляторов будет приоритетно направлена на флагманские модели электромобилей её бренда Lexus, что дополнительно укрепит её стратегическое позиционирование в области технологий аккумуляторов следующего поколения.
В сегменте мидстрим-производства батарей компании укрепляют основу для индустриализации за счет капиталовложений и технологических итераций. CBEA отметила, что Sunwoda недавно представила полимерную полностью твердотельную батарею «Xin·Bixiao» с плотностью энергии 400 Вт·ч/кг, достигнув баланса высокой энергетической плотности, длительного срока службы и высокой безопасности. Zenergy планирует привлечь около 50 млн гонконгских долларов специально для строительства опытно-промышленной линии полностью твердотельных аккумуляторов, продвигая технологию от лаборатории к масштабной пробной продукции. Тем временем, WELION New Energy получила заказы на системы хранения энергии (ESS) на сумму около 4 млрд юаней, открывая важный сценарий коммерциализации для твердотельных батарей за пределами электромобилей.
В секторе литиевого батарейного оборудования YIFI Laser совместно с Golden Feather поставили первую партию полностью твердотельных литиевых металлических цилиндрических батарей, демонстрируя свой перспективный подход к новому поколению форматов батарей. Lead Intelligent Equipment, придерживаясь стратегии «синхронизация технологий, оборудование в первую очередь», первой достигла прорывов в полных линейных решениях и ключевом оборудовании для твердотельных батарей. Их оборудование для сухого покрытия значительно снижает энергопотребление, в то время как инновационные процессы, такие как смешивание твердого электролита и укладка без сепаратора, достигли лидирующих в отрасли уровней эффективности. Соответствующее оборудование вошло в цепочки поставок ведущих мировых предприятий и получило повторные заказы, прокладывая путь для крупносерийного массового производства полностью твердотельных батарей.
На стороне сырьевых материалов усилия сосредоточены на преодолении ключевого узкого места электролитов. Недавно SVOLT Energy Technology совместно с HSC New Energy Materials разработали сульфидные твердотельные электролиты. Используя преимущества последнего в жидкофазном синтезе для производства высокочистого сульфида лития, они достигли прорыва в ионной проводимости 5,57 мСм/см. Easpring Technology сформировала тесное сотрудничество с Boyuan Chemical, занимаясь межотраслевым сотрудничеством «материалы-химикаты» по ключевым сырьевым материалам, таким как иодид лития и сульфид лития. Это рассматривается отраслью как важная веха в индустриализации сульфидных электролитов. LionGo New Energy со своей комплексной технологической дорожной картой, охватывающей «жидкость-гибридные твердо-жидко-твердые» системы, построила уникальный технологический барьер в индустрии электролитов.
Между тем, Qingtao Energy за счет инноваций в материалах разработала новый тип O/F совместно легированного аргиродитового твердотельного электролита. Достигая улучшенной ионной проводимости, они снизили стоимость сырья до 3,65% от стоимости традиционных систем, устраняя препятствия по затратам и экологической стабильности для крупномасштабного применения сульфидных систем.
Академические прорывы прокладывают путь для индустриализации
По мере того как отрасль ускоряет индустриализацию полностью твердотельных батарей, лабораторные исследования продвигаются параллельно, фокусируясь на решении внутренних узких мест в ключевых технологиях с самого начала и обеспечивая критическую поддержку для преодоления ключевых технических препятствий на пути к индустриализации.
В отношении критической проблемы контактного интерфейса команда под руководством Хуан Сюэцзе из Института физики Китайской академии наук недавно добилась крупного прорыва. Команда ввела ионы йода в сульфидные электролиты для анионной регуляции, разработав первую в мире «сульфидную полностью твёрдотельную литий-металлическую батарею, работающую без внешнего давления». Эта технология позволяет осуществлять самовосстановление и плотный контакт между электродом и электролитом без внешнего давления, предлагая высокоперспективное новое решение с потенциалом массового производства для решения конечной проблемы импеданса твёрдотельного интерфейса.
Между тем, появились новые решения для преодоления проблем ионной проводимости и низкотемпературной производительности. Команда под руководством Сунь Сюэляна из Нинбоского Восточного технологического университета в сотрудничестве с международными партнёрами инновационно разработала сверхпроводящие галогенидные электролиты и прояснила трёхмерный непрерывный тетраэдрический путь переноса, что позволило обеспечить стабильную циклическую работу полностью твёрдотельных батарей в условиях сверхнизких температур. Это значительно расширяет границы их применения в экстремальных сценариях, таких как полярные регионы Земли и космос.
Эти два прорыва, направленные соответственно на ключевые узкие места «контактного интерфейса» и «ионной проводимости», вносят передовой импульс оригинальных инноваций для ускорения промышленного прорыва.
Перспективы и вызовы сосуществуют
При совместном продвижении промышленности, науки и исследований коммерческие перспективы полностью твёрдотельных батарей становятся всё более ясными. Исследовательская фирма EVTank прогнозирует, что к ２０３０ году мировые поставки твёрдотельных батарей достигнут ６１４ ГВт·ч, причём полностью твёрдотельные батареи составят почти ３０％. За этим оптимистичным прогнозом стоит чёткий график индустриализации: полу твёрдотельные батареи уже достигли уровня поставок в гигаватт-часах и постепенно проникают на рынок легковых автомобилей, в то время как график массового производства полностью твёрдотельных батарей в целом перенесён с ２０３０ на ２０２７ год, причём некоторые ведущие предприятия даже начали работы по проектированию производственных линий.
Однако отрасль по-прежнему хорошо осознаёт технические challenges. Чжао Шэнъюй, председатель правления Hymson Laser, указал, что для действительного решения проблем твёрдотельного интерфейса и стабильности твёрдотельные батареи должны двигаться в направлении полупроводниковости, тонкоплёночности и микронаноструктурирования. Только благодаря точному контролю вплоть до атомной структуры стабильность и управляемость могут достичь идеального состояния — цель, достижение которой может занять ещё десятилетие. Ян Хунсинь, председатель правления и генеральный директор SVOLT Energy Technology, также признал: «Связанные процессы и оборудование в области полностью твёрдотельных аккумуляторов ещё далеки от зрелости, и до настоящего массового производства остаётся значительный разрыв». Этот осторожный подход наряду с активным планированием отражает рациональность и прагматизм промышленного развития.
Обратите внимание, что данная новость получена с http://www.cbea.com/djgc/202510/034070.html и переведена SMM.
