固液混合电池量产前夜

“我强烈呼吁这些电池企业，不要犹豫，迅速产业化，为整车企业提供安全可靠的固混电池。”前不久，北汽集团副总经理廖振波在公开场合呼吁。他直言，在不降低能量密度的情况下，要增强安全性，不走其他路线，做固体混合动力电池。

“固液混合电池”是介于液体锂电池和全固体锂电池之间的一种电池形式，与全固体锂电池不同的是，它含有一定量的液体电解质，而全固体锂电池只含有固体电解质，不含任何液体电解质。

固态电池；图片来源:卫兰新能源

为什么是固液混合电池？

提高能量密度和保证安全性一直是动力电池技术发展的核心。但是对于车用动力电池的主流产品液态锂离子电池来说，高能量密度和高安全性就像鱼和熊掌。两者几乎不可能兼得。

经过近十年的快速发展，液态锂离子电池虽然能量密度不断提高，但也面临着诸多安全风险。在日前举行的2021中国国际锂电池产业大会上，北京卫兰新能源科技有限公司副总经理李永伟提到，SEI的分解和正负极的相互作用是导致热失控的关键因素，有必要引入固体电解质来改善这种情况。

宁德万和投资集团投资部总监于君也指出，锂离子电池不可能本质安全，电解液用得越多越危险。“一个18650锂电池的爆炸威力相当于一个小型手榴弹，但是被一个钢壳约束住了。”

除了安全，液态锂离子电池的能量密度也存在天花板。根据我国《节能与新能源汽车技术路线图》提出的目标，2020年纯电动汽车动力电池的能量密度目标为300Wh/kg，2025年为400Wh/kg，2030年为500Wh/kg。但由于现有架构和关键材料的影响，锂离子电池的能量密度一般在240-260 Wh/kg之间，超过300Wh/kg是极其困难的。

所以在提高能量密度和保证安全的核心需求下，固态电池的出现突破了两者兼得的局限。盖世汽车研究院高级分析师表示:“与目前主流的三元锂离子电池相比，固态电池可以提高电动汽车的安全性，而更高的能量密度可以使电动汽车拥有更长的续航里程，并有效缩短电动汽车的充电时间。”

从电池结构本身来说，使用固体电解质的固态电池具有不燃、不腐蚀、不挥发、不泄漏等优点，可以极大地保证电池的安全性。其次，以金属锂为负极的固态电池可以匹配高压正极材料，进一步提高能量密度。另外，固态电池的封装相对简单，可以省去电池封装外壳、散热等系统，同时实现电池的柔性和异形，根据不同的应用场景设计不同的形状，更加灵活。此外，循环寿命长、工作温度范围宽、电化学窗口宽、回收方便也是固态电池的特点。

李永伟表示，可以在固态电池的基础上开发本质安全的固态电池系统，通过集成电池技术，进一步完善动力电池和储能电池的应用场景。但他也指出，固态电池的发展还有很多问题需要解决，如固体电解质的离子电导率低、固-固接触界面阻抗上升等。

考虑到固态电池量产面临的现实困难和新能源汽车对高安全性、高能量密度动力电池的迫切需求，作为一种折中方案，业界将固液混合电池作为固态电池发展的过渡方案。有分析指出，混合固液电池有望兼容液体锂电池的大部分材料、设备和工艺，综合平衡安全性、能量密度、功率密度、循环寿命、高低温等性能。，可以率先商业化，逐步取代液体锂电池。

固液混合电池量产新进展

面对文章开头提到的整车企业对固液混合动力电池的迫切需求，动力电池企业在该领域的最新研发进展值得关注。

“今年年初，蔚来宣布计划推出一款行驶距离为1000公里的360Wh/kg固态电池，这开始了……引爆了固态电池在行业内的应用，也推动了固态电池的研发。无论是日本、美国、宝马还是福特，都在推动技术和产业发展的快速进步。”李永伟说道。

李永伟，北京卫兰新能源科技有限公司副总经理

对于卫兰新能源本身，李永伟在接受Gaspar采访时表示，卫兰新能源的混合固态电池将很快批量装车。“在汽车领域，我们的能量密度已经达到270Wh/kg，可针刺的车用高安全性混合固液固态电池已经进入SOP，可以实现批量加载。我们正在按计划推进能量密度更高的固态电池的研发和工程化，明年下半年将为客户提供批量验证。”

目前，卫兰新能源正在建设2GWh的大型固液混合固态动力电池生产线，主要生产新能源汽车用350-360Wh/kg动力电池。

作为中科院物理所清洁能源实验室唯一的固态电池技术产业化平台，卫兰新能源应该说是国内第一批实现固态电池量产的企业。早在去年8月，卫兰新能源就已经在江苏溧阳的固态电池产业示范基地建设了2亿瓦时固液混合固态动力电池示范生产线。生产的固态电池能量密度可达270Wh/kg，倍率性能可实现3C连续放电，最大放电倍率可达7C，同时保持良好的安全性能。目前，该产品已率先在工业无人机和特殊领域实现大规模应用。

相关统计显示，全球有40多家固态电池生产企业。除了卫兰新能源，国内的惠能科技、陶青能源、赣锋锂业的R&D布局都比较早。目前至少已经建成了中试规模的实验线，部分产品已经应用到无人机上，开始商用。从这些厂商的进展来看，业界普遍认为混合固态电池可以在未来一两年内量产，但距离大规模商用还有很长的路要走。“我强烈呼吁这些电池企业，不要犹豫，迅速产业化，为整车企业提供安全可靠的固混电池。”前不久，北汽集团副总经理廖振波在公开场合呼吁。他直言，在不降低能量密度的情况下，要增强安全性，不走其他路线，做固体混合动力电池。

“固液混合电池”是介于液体锂电池和全固体锂电池之间的一种电池形式，与全固体锂电池不同的是，它含有一定量的液体电解质，而全固体锂电池只含有固体电解质，不含任何液体电解质。

固态电池；图片来源:卫兰新能源

为什么是固液混合电池？

提高能量密度和保证安全性一直是动力电池技术发展的核心。但是对于车用动力电池的主流产品液态锂离子电池来说，高能量密度和高安全性就像鱼和熊掌。两者几乎不可能兼得。

经过近十年的快速发展，液态锂离子电池虽然能量密度不断提高，但也面临着诸多安全风险。在日前举行的2021中国国际锂电池产业大会上，北京卫兰新能源科技有限公司副总经理李永伟提到，SEI的分解和正负极的相互作用是导致热失控的关键因素，有必要引入固体电解质来改善这种情况。

宁德万和投资集团投资部总监于君也指出，锂离子电池不可能本质安全，电解液用得越多越危险。“一颗18650锂电池的爆炸威力相当于一颗小型手榴弹，但被钢壳约束。”

除了安全，液态锂离子电池的能量密度也存在天花板。根据我国《节能与新能源汽车技术路线图》提出的目标，2020年纯电动汽车动力电池的能量密度目标为300Wh/kg，2025年为400Wh/kg，2030年为500Wh/kg。但由于现有架构和关键材料的影响，锂离子电池的能量密度一般在240-260 Wh/kg之间，超过300Wh/kg是极其困难的。

所以在提高能量密度和保证安全的核心需求下，固态电池的出现突破了两者兼得的局限。盖世汽车研究院高级分析师表示:“与目前主流的三元锂离子电池相比，固态电池可以提高电动汽车的安全性，而更高的能量密度可以使电动汽车拥有更长的续航里程，并有效缩短电动汽车的充电时间。”

从电池结构本身来说，使用固体电解质的固态电池具有不燃、不腐蚀、不挥发、不泄漏等优点，可以极大地保证电池的安全性。其次，以金属锂为负极的固态电池可以匹配高压正极材料，进一步提高能量密度。另外，固态电池的封装相对简单，可以省去电池封装外壳、散热等系统，同时实现电池的柔性和异形，根据不同的应用场景设计不同的形状，更加灵活。此外，循环寿命长、工作温度范围宽、电化学窗口宽、回收方便也是固态电池的特点。

李永伟表示，可以在固态电池的基础上开发本质安全的固态电池系统，通过集成电池技术，进一步完善动力电池和储能电池的应用场景。但他也指出，固态电池的发展还有很多问题需要解决，如固体电解质的离子电导率低、固-固接触界面阻抗上升等。

考虑到固态电池量产面临的现实困难和新能源汽车对高安全性、高能量密度动力电池的迫切需求，作为一种折中方案，业界将固液混合电池作为固态电池发展的过渡方案。有分析指出，混合固液电池有望兼容液体锂电池的大部分材料、设备和工艺，综合平衡安全性、能量密度、功率密度、循环寿命、高低温等性能。，可以率先商业化，逐步取代液体锂电池。

固液混合电池量产新进展

面对文章开头提到的整车企业对固液混合动力电池的迫切需求，动力电池企业在该领域的最新研发进展值得关注。

“今年年初，蔚来宣布计划推出一款行驶距离为1000公里的360Wh/kg固态电池，这开始了……引爆了固态电池在行业内的应用，也推动了固态电池的研发。无论是日本、美国、宝马还是福特，都在推动技术和产业发展的快速进步。”李永伟说道。

李永伟，北京卫兰新能源科技有限公司副总经理

对于卫兰新能源本身，李永伟在接受Gaspar采访时表示，卫兰新能源的混合固态电池将很快批量装车。“在汽车领域，我们的能量密度已经达到270Wh/kg，可针刺的车用高安全性混合固液固态电池已经进入SOP，可以实现批量加载。我们正在按计划推进能量密度更高的固态电池的研发和工程化，明年下半年将为客户提供批量验证。”

目前，卫兰新能源正在建设2GWh的大型固液混合固态动力电池生产线，主要生产新能源汽车用350-360Wh/kg动力电池。

作为中科院物理所清洁能源实验室唯一的固态电池技术产业化平台，卫兰新能源应该说是国内第一批实现固态电池量产的企业。早在去年8月，卫兰新能源就已经在江苏溧阳的固态电池产业示范基地建设了2亿瓦时固液混合固态动力电池示范生产线。生产的固态电池能量密度可达270Wh/kg，倍率性能可实现3C连续放电，最大放电倍率可达7C，同时保持良好的安全性能。目前，该产品已率先在工业无人机和特殊领域实现大规模应用。

相关统计显示，全球有40多家固态电池生产企业。除了卫兰新能源，国内的惠能科技、陶青能源、赣锋锂业的R&D布局都比较早。目前至少已经建成了中试规模的实验线，部分产品已经应用到无人机上，开始商用。从这些厂商的进展来看，业界普遍认为混合固态电池可以在未来一两年内量产，但距离大规模商用还有很长的路要走。

标签：北京宝马福特蔚来

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