云山動力聚焦“高穩定性復合固態電解質”與“原位界面修飾技術”,通過材料、工藝與結構的協同創新,全面提升大圓柱混合固液電池的綜合性能。

2026下一代電池技術與產業發展大會現場

2026下一代電池技術與產業發展大會現場

電池百人會-電池網 5月12日訊(陳語 張倩 廣東深圳 圖文直播)5月12日,由ABEC組委會、中關村新型電池技術創新聯盟、電池網聯合主辦的“2026下一代電池技術與產業發展大會”在深圳拉開帷幕。

大會匯聚了全球產學研領域的頂尖精英,緊扣固態電池與鈉電池兩大前沿賽道,深入探討高能量密度、高安全性的固態電池技術突破與產業化路徑,同時挖掘資源豐富、成本優勢顯著的鈉電池在規模化儲能與電動車領域的應用潛力。期待通過本次大會的智慧碰撞與成果發布,有力推動下一代電池技術的成熟與商業化落地,為全球能源轉型注入新動能。

云山動力(寧波)有限公司董事長袁定凱

云山動力(寧波)有限公司董事長袁定凱

12日上午,云山動力(寧波)有限公司董事長袁定凱在論壇上作了題為《大圓柱固液電池技術探索》的主題演講,分享了圓柱電池技術演變、固液電池核心價值、圓柱固液技術融合壁壘與解決方案、云山動力大圓柱固液混合電池技術布局等,電池網摘選了其部分精彩觀點,以饗讀者:

圓柱電池進入大圓柱革新期

“圓柱電池自1990年代以18650規格起步,車用初期仍沿用該型號,但因容量過低、串并聯復雜,隨后被21700替代。2020年特斯拉電池日發布無級耳大圓柱電池,標志著圓柱電池進入第四階段,也是當前車載應用的主流形態。”袁定凱指出,自2020年以來,圓柱電池已邁入大圓柱革新階段,其核心技術創新主要體現在三個方面:

第一,全極耳結構設計。這一創新徹底改變了傳統電池的電流收集方式,使內阻降至原來的五分之一,顯著提升了充放電性能。

第二,干法電極技術。通過引入干法制造工藝,省去了傳統濕法工藝中的溶劑回收環節,不僅簡化了流程,還實現了節能減排與成本降低。

第三,系統集成創新。配合CTC(Cell to Chassis)技術,將電池直接集成至車輛底盤,進一步提高了整車的空間利用率和能量效率。

“大圓柱電池的主要技術優勢可概括為超快充、全溫域、高能量、真安全、標準化。”袁定凱分析稱,當前行業呈現出以下發展特征:

一是標準化進程加速。46系列大圓柱電池的尺寸規格已逐漸成為行業共識,有利于降低制造成本、提升供應鏈效率。

二是產業鏈日益成熟。圍繞大圓柱電池的正負極材料、電解液、隔膜、殼體、設備等上下游環節已形成較為完備的產業體系,為規模化生產提供了有力支撐。

三是成本競爭力提升。隨著標準化程度提高和產業鏈成熟,大圓柱電池的制造成本呈快速下降趨勢,市場競爭力持續增強。

資料顯示,目前,大圓柱電池市場主要參與者包括特斯拉、寧德時代、億緯鋰能、遠景動力、LG新能源、三星SDI、松下、SK On、國軒高科、比亞迪、中創新航、云山動力等。

袁定凱透露,“當前,大圓柱電池成為行業主流方向。今年,寶馬的大圓柱全極耳電池需求旺盛、供不應求,其已包攬了億緯鋰能與寧德時代的所有全極耳大圓柱電池產能。”

固液電池核心價值凸顯

在圓柱電池技術快速演進的同時,液態電池的固有瓶頸也日益突出:熱失控風險高、能量密度接近理論上限、成本與環保壓力制約規模化發展。袁定凱認為,突破這些瓶頸,固液電池成為當前階段的技術最優解。

根據國標(GB/T43568-2026),固液混合電池(半固態)定義為液態電解質含量在5%–20%之間的電池。它采用“固態電解質骨架+少量液態浸潤劑”的復合架構,實現了性能與可行性的平衡。

固液電池核心特性包括:本質安全提升。固態電解質主體不可燃、耐高溫,熱失控溫度提升至200℃以上,從根源抑制熱失控;量產可行性高。可兼容現有產線約70%–90%的設備,大幅降低產業化技術門檻;能量密度躍升。兼容高鎳正極和硅碳負極,單體能量密度達300–400Wh/kg,較傳統方案提升超30%;性能體驗升級。配合800V高壓平臺,可實現“充電8分鐘,續航500公里”的極致超快充體驗。

袁定凱介紹,固液電池已于2025年小批量落地,以上汽MG4安芯版、蔚來ET7等車型搭載為標志,開啟了商業化序幕。2026年被業界視為“混合固液電池量產元年”,多家企業GWh級產線正式投產。固液電池是從液態電池通往全固態電池的關鍵過渡技術,預計2027年全固態電池示范線將正式啟動。

圓柱固液技術融合壁壘與解決方案

隨著固液電池技術的提升,疊加大圓柱電池自身結構優勢,將固液混合電解質技術應用于大圓柱電池,可從安全、性能到制造實現全方位賦能,產生顯著的“1+1>2”協同效應。然而,大圓柱形態與固液混合電解質體系的雙重復雜性,也帶來了突出的技術壁壘。

具體而言,挑戰主要體現在四個方面:一是電解質材料體系的選擇與優化。離子電導率、電化學窗口、機械性能及成本,共同決定電解質的規模化應用前景。二是界面穩定性挑戰。固液混合電池中,固態電解質與電極材料之間的固-固接觸界面阻抗較高,成為影響倍率性能和低溫性能的關鍵瓶頸。三是高鎳/富鋰錳基體系穩定性。為追求高能量密度,正極材料高鎳化成為必然,但高鎳材料對電解液穩定性要求極為苛刻,易引發副反應,導致產氣和容量衰減。四是混合固液電解質浸潤難題。大圓柱電池致密的卷繞結構,使得混合固液電解質浸潤不充分,極易出現浸潤不均和“干區”,嚴重影響電池一致性和循環壽命。

針對上述壁壘,袁定凱給出了四大突破方向:

方向一:固態電解質的選擇。 行業正加速向“氧化物-聚合物”“硫化物-原位聚合”等復合體系發展,以整合各類材料優點、彌補單一電解質體系的性能短板。綜合考慮制造兼容性、成本、安全性及電性能,氧化物基混合固液電解質是現階段大圓柱固液混合電池量產可行的主要技術路徑。

方向二:電極-電解質界面優化。 固液混合電池存在正極/電解質、電解質/負極等多個復雜界面,固相與液相、固相與固相之間的物理接觸和化學相容性,直接決定電池性能與壽命。可通過界面修飾技術提高穩定性,例如:在正/負極表面原位構建致密功能修飾層,物理隔離活性位點與電解質,有效抑制副反應并降低阻抗;通過表面涂層等技術改善界面相容性;開發“原位界面修飾技術”,預先涂覆功能層,引導電解質在電極表面均勻成核。袁定凱同時提醒,界面優化需警惕潛在風險——不合適的包覆材料或工藝會導致界面阻抗過高,進而引起極化增大、發熱嚴重;界面不穩定還會引發持續副反應,消耗活性鋰,最終導致容量快速衰減。

方向三:應對化學體系挑戰。 高能量密度與長循環壽命,依賴于混合固液電解質與高活性正/負材料的兼容性。在高容量正極兼容性方面,可針對高鎳富鋰錳基正極材料,匹配合適的固態電解質,在其表面形成穩定、致密的CEI膜,抑制過渡金屬離子溶出和電解液氧化分解。在負極成膜穩定性方面,優化混合固液電解質配方以形成穩定且離子導通性良好的SEI膜。在長循環穩定性方面,通過混合固液電解質體系的創新,從根本上抑制電池在長期循環過程中的產氣、鼓包和容量跳水等問題——這是實現長壽命的關鍵。

方向四:破解浸潤難題。 適量電解液的充分浸潤對大圓柱電池電性能至關重要。電解液填充量過多會造成兩端鋰鹽濃度不均勻;通過降低表面張力和優化孔隙結構,可實現電解液的快速、均勻滲透,從根源上解決“干區”問題。

云山動力大圓柱固液混合電池技術布局

基于上述系統思考,云山動力聚焦“高穩定性復合固態電解質”與“原位界面修飾技術”,通過材料、工藝與結構的協同創新,全面提升大圓柱混合固液電池的綜合性能。

具體技術路徑包括:

在新型固液混合電解質開發方面,構建“有機-無機”雙離子傳輸網絡,兼顧安全性能,并通過原位凝膠技術實現對電極的超浸潤,降低界面阻抗,最終實現高離子電導率、優異溶劑穩定性與優異界面穩定性的統一。

在原位界面修飾技術開發方面,構建穩定界面修飾層以抑制副反應、降低阻抗,并采用預鋰化方案,通過活性鋰補償構建高性能SEI層,進一步降低界面阻抗,提升電池循環壽命,從而釋放高容量正極和硅/鋰金屬負極的潛力,解決界面失穩難題。

在真空輔助灌注與原位固化工藝開發方面,通過真空輔助灌注技術實現固液電解質在大圓柱電芯內的均勻填充和致密成型,保障電芯內部結構的一致性與安全性;并通過界面原位固化,在電芯內部原位生成固態電解質界面層,消除界面間隙,實現電極與電解質的“無縫”物理接觸。

資料顯示,云山動力成立于2023年2月,持續在大圓柱電池技術領域進行創新突破。僅用兩年時間,公司便實現了浙江寧波總部46系列大圓柱超充電池一期量產示范線的投產,產能達1.5GWh。

袁定凱介紹,目前,云山動力在安徽合肥建設1.5GWh大圓柱Pack線,預計在今年7、8月份建成。公司還在廣東惠州建設電芯研發基地,覆蓋殼蓋小試線、公輔線、電芯小試線(含干法電極線)。

會上,袁定凱透露了清晰的路線規劃:2026年至2027年,公司計劃完成固液混合態電池開發與中試,能量密度達到350–400Wh/kg,驗證核心工藝穩定性;2028年至2030年,目標實現全固態電池小批量量產,能量密度突破400Wh/kg,建立量產質量控制體系。

(以上觀點根據論壇現場速記整理,未經發言者本人審閱。)

[責任編輯:張倩]

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