创新 • 创优 • 创见
搜索
当前位置:主页 > 新闻资讯 >

热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈

时间:  2025-02-21 16:37   来源:  汽车总站网原创    作者:  总站网电池编辑组

[汽车总站网 www.chianautoms.com欢迎你]
热点观察
从实验室走向量产线,固态电池正在改写全球锂电产业规则。在固态电池量产之前,半固态电池凭借“液态电池Pro Max”的身份,成为车企过渡期的首选。
何为半固态电池?
半固态电池是指使用了介于液态和固态之间的半固态电解质的电池。这种电解质既具有一定的流动性,能够像液态电解质一样实现离子传导,又具备一定的固态特性,能在一定程度上提高电池的安全性和稳定性。
作为过渡方案,半固态电池采用原位固化工艺,将液态电解质含量降至5%-10%,既保留现有产线兼容性,又将能量密度提升至350Wh/kg。数据显示,2024年国内半固态电池出货量或突破7GWh。
半固态电池的充放电过程与传统锂离子电池相似。
即在充电过程中锂离子从正极脱出,通过半固态电解质迁移到负极,并嵌入负极材料中;放电过程则相反,锂离子从负极脱出,经过半固态电解质回到正极。电子则通过外电路从负极流向正极,形成电流,从而实现电能的存储和释放。
半固态电池性能如下:
安全性提高:半固态电池的电解质呈半固态状态,不易泄漏,且在高温等极端条件下的稳定性更好,能有效降低电池热失控的风险。
能量密度提升:半固态电池可以采用更具能量密度优势的电极材料和电池结构设计,同时由于减少了液态电解质的使用,电池内部空间得以更充分地利用,使得电池的能量密度有较大提升空间。
循环寿命延长:半固态电解质能够在一定程度上抑制电极材料在充放电过程中的结构变化和副反应,从而延长电池的循环使用寿命。
低温性能改善:半固态电解质在低温下的离子传导性能相对较好,使得电池在低温环境下仍能保持较好的充放电性能和输出功率。
半固态电池是固态电池吗?
半固态电池不是严格意义上的固态电池,二者在电解质状态、性能特点、生产工艺等方面存在明显区别。
固态电池使用的是完全固态的电解质,没有液态成分,离子传导主要通过固态电解质中的离子通道或晶格缺陷等方式进行。这与半固态电池采用半固态电解质不同。
能量密度方面,固态电池可以采用锂金属等高能量密度的电极材料,且固态电解质能更好地适应高电压、高比容量的电极体系,能量密度通常更高,理论上可超过 300Wh/kg,部分实验室样品已突破 400Wh/kg,高于半固态电池。
同时,固态电池中的固态电解质具有良好的热稳定性和机械稳定性,不易燃烧、泄漏,能有效抑制锂枝晶的生长,从根本上提高了电池的安全性,可承受更高的温度和更恶劣的使用环境,安全性更高,也被视为下一代电池的终极方案。
半固态电解质能在一定程度上抑制电极材料的结构变化和副反应,循环寿命一般能达到 1000-2000 次左右。而固态电池的固态电解质与电极材料的界面稳定性更好,在循环过程中能更好地保持电池结构的完整性,循环寿命相对更长,部分研究表明其循环寿命可超过 2000 次。
固态电池由于采用完全固态的电解质,其生产工艺与传统电池有较大差异,需要开发新的制备工艺和设备,如固态电解质的成型、电极与固态电解质的界面制备等,生产工艺难度较大,目前还面临着一些技术挑战,量产成本较高,大规模商业化应用仍有待进一步突破。
 
关于半固态电池,专家怎么说?
苗圩:半固态电池仍属于液态电池范畴,不能与固态电池混为一谈
2025年2月15日,在第二届中国全固态电池创新发展高峰论坛上,全国政协常委、经济委员会副主任,工业和信息化部原部长苗圩指出,总体来看,全固态电池还需要两到三年才可以量产,此前部分企业宣布已经量产装车的固态电池大部分是半固态电池。
需要澄清的事实是,半固态电池仍然属于液态电池的范畴,不能与固态电池混为一谈。绝不是液态电池随着电解液液体的减少就可以发展成为固态电池,这是完全两个不同的概念。从目前全球固态电池研发进展的情况来看,固态电池技术工艺还没有成熟,大体上2027年前后才能实现小批量生产之后,距离大规模的量产还需要更长的时间。
热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈
欧阳明高:国内重点以半固态(固/液混合)为特色,对全固态认知不一,投入不够
中国科学院院士欧阳明高在中国全固态电池创新发展高峰论坛中说到,目前相比国外,国内重点以半固态(固/液混合)为特色,对全固态认知不一,投入不够。
固液混合的电化学原理与液态锂离子电池是相同的,不属于颠覆性技术,是提升安全性的技术之一。半固态电池正在试装车,但是良品率、电池成本、充电倍率、循环寿命这些问题还需要解决,而且充电倍率一般会有所下降。
热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈
 
热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈
黄学杰:全固态并非由半固态自然演变而来,而是一种变革
中国科学院物理研究所研究员、中国全固态电池产学研协同创新平台专家黄学杰表示,目前产业化正在做的基本上都是半固态电池,全固态电池尚未实现产业化。这是因为全固态电池面临固固界面问题、生产工艺复杂以及成本高昂等障碍,相比之下,半固态电池在现阶段更具产业化优势。
高镍的氧化物正极材料在半固态电池中具有重要应用价值,同时半固态电池负极中硅基材料应用比例逐渐提高。
全固态电池是下一代电池技术,被寄予高能量密度、高安全性等期望,但全固态并非由半固态自然演变而来,而是一种变革。半固态电池作为现阶段产业化的主要方向,是从液体锂离子电池向全固态电池发展过程中的重要过渡阶段,在技术探索和产业实践方面都为全固态电池的发展积累经验 。
热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈
崔光磊:半固态的做法,主要减轻螺杆机对材料混合过程中的压力阻力
中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊提到,在研究全固态快充电池时,所面临的固固界面、离子传输、正负极材料优化等问题及解决思路,对理解半固态电池技术发展有参考意义。
在复合电解质制备方面采用了半固态的做法,即添加少量有机溶剂,这种方式兼顾了固态和液态的特点,主要目的是减轻螺杆机对材料混合过程中的压力阻力问题。这种半固态制备方法,不仅可用于复合电解质,也为半固态电池的电解质制备提供了参考。
热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈
关于半固态电池,企业近日有何动态?
格瑞普推出一款半固态电池,能量密度为350Wh/kg
2月18日消息,格瑞普推出一款半固态电池,能量密度为350Wh/kg,采用凝胶电解液原位固化技术,独创的电解液、单体及引发剂原位固化技术,无机预锂化工艺的硅碳负极,配合纳米级包覆工艺的超高镍正极、涂层隔膜等突破性技术,优化电极材料结构与技术。该半固态电池循环寿命1200次以上,支持5C/3C充电,适用于-40℃至60℃,适合物流运输、电力巡检、农业植保、其他工业应用等无人机应用场景。
深圳市格瑞普电池有限公司成立于1998年,成立初期以研发生产制造环保的可充电镍氢电池为主,替代一次性电池、干电池和镍镉电池以减少污染。在2007年成立锂电事业部,专于制造和研发叠片软包锂聚合物电池,目前主要生产锂聚合物电池、镍氢电池和磷酸铁锂电池,以及提供不同的特点的电池。
热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈
赣锋锂电与纯锂新能源(半)固态电池项目取得新进展
近日,赣锋锂电和纯锂新能源在(半)固态电池领域均传来好消息。赣锋锂电位于广东东莞的10GWh新型锂电池及储能总部项目正在加速推进,预计将于2025年年中完成基础建设,2026年全面投产。
该项目涵盖磷酸铁锂、半固态电芯等研发及生产线,总投资达50亿元,达产后年产值预计可达110亿元。
与此同时,纯锂新能源也在全固态锂电池领域取得了显著进展。在去年已实现了国内首条全固态锂电池量产线的投产,年产能达到200MWh,目前在手订单金额已超过2亿元。
热点观察丨半固态电池不能与固态电池混为一谈
 
[汽车总站网 www.chianautoms.com欢迎你]

读者留言
看不清?点击更换

汽车总站网

  • www.chinaautoms.com/由北京茂胜文化传媒有限公司版权所有@2019

    京ICP备18056018号

    合作QQ: 305140880

    地址:北京市朝阳区清河营国际城乐想汇3号楼1612室