云山動(dòng)力聚焦“高穩(wěn)定性復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)”與“原位界面修飾技術(shù)”,通過(guò)材料、工藝與結(jié)構(gòu)的協(xié)同創(chuàng)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(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

2026下一代電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

電池百人會(huì)-電池網(wǎng) 5月12日訊(陳語(yǔ) 張倩 廣東深圳 圖文直播)5月12日,由ABEC組委會(huì)、中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、電池網(wǎng)聯(lián)合主辦的“2026下一代電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)”在深圳拉開(kāi)帷幕。

大會(huì)匯聚了全球產(chǎn)學(xué)研領(lǐng)域的頂尖精英,緊扣固態(tài)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(tài)電池技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化路徑,同時(shí)挖掘資源豐富、成本優(yōu)勢(shì)顯著的鈉電池在規(guī)模化儲(chǔ)能與電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。期待通過(guò)本次大會(huì)的智慧碰撞與成果發(fā)布,有力推動(dòng)下一代電池技術(shù)的成熟與商業(yè)化落地,為全球能源轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能。

云山動(dòng)力(寧波)有限公司董事長(zhǎng)袁定凱

云山動(dòng)力(寧波)有限公司董事長(zhǎng)袁定凱

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

圓柱電池進(jìn)入大圓柱革新期

“圓柱電池自1990年代以18650規(guī)格起步,車(chē)用初期仍沿用該型號(hào),但因容量過(guò)低、串并聯(lián)復(fù)雜,隨后被21700替代。2020年特斯拉電池日發(fā)布無(wú)級(jí)耳大圓柱電池,標(biāo)志著圓柱電池進(jìn)入第四階段,也是當(dāng)前車(chē)載應(yīng)用的主流形態(tài)。”袁定凱指出,自2020年以來(lái),圓柱電池已邁入大圓柱革新階段,其核心技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:

第一,全極耳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這一創(chuàng)新徹底改變了傳統(tǒng)電池的電流收集方式,使內(nèi)阻降至原來(lái)的五分之一,顯著提升了充放電性能。

第二,干法電極技術(shù)。通過(guò)引入干法制造工藝,省去了傳統(tǒng)濕法工藝中的溶劑回收環(huán)節(jié),不僅簡(jiǎn)化了流程,還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排與成本降低。

第三,系統(tǒng)集成創(chuàng)新。配合CTC(Cell to Chassis)技術(shù),將電池直接集成至車(chē)輛底盤(pán),進(jìn)一步提高了整車(chē)的空間利用率和能量效率。

“大圓柱電池的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)可概括為超快充、全溫域、高能量、真安全、標(biāo)準(zhǔn)化。”袁定凱分析稱(chēng),當(dāng)前行業(yè)呈現(xiàn)出以下發(fā)展特征:

一是標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程加速。46系列大圓柱電池的尺寸規(guī)格已逐漸成為行業(yè)共識(shí),有利于降低制造成本、提升供應(yīng)鏈效率。

二是產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟。圍繞大圓柱電池的正負(fù)極材料、電解液、隔膜、殼體、設(shè)備等上下游環(huán)節(jié)已形成較為完備的產(chǎn)業(yè)體系,為規(guī)模化生產(chǎn)提供了有力支撐。

三是成本競(jìng)爭(zhēng)力提升。隨著標(biāo)準(zhǔn)化程度提高和產(chǎn)業(yè)鏈成熟,大圓柱電池的制造成本呈快速下降趨勢(shì),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)。

資料顯示,目前,大圓柱電池市場(chǎng)主要參與者包括特斯拉、寧德時(shí)代、億緯鋰能、遠(yuǎn)景動(dòng)力、LG新能源、三星SDI、松下、SK On、國(guó)軒高科、比亞迪、中創(chuàng)新航、云山動(dòng)力等。

袁定凱透露,“當(dāng)前,大圓柱電池成為行業(yè)主流方向。今年,寶馬的大圓柱全極耳電池需求旺盛、供不應(yīng)求,其已包攬了億緯鋰能與寧德時(shí)代的所有全極耳大圓柱電池產(chǎn)能。”

固液電池核心價(jià)值凸顯

在圓柱電池技術(shù)快速演進(jìn)的同時(shí),液態(tài)電池的固有瓶頸也日益突出:熱失控風(fēng)險(xiǎn)高、能量密度接近理論上限、成本與環(huán)保壓力制約規(guī)模化發(fā)展。袁定凱認(rèn)為,突破這些瓶頸,固液電池成為當(dāng)前階段的技術(shù)最優(yōu)解。

根據(jù)國(guó)標(biāo)(GB/T43568-2026),固液混合電池(半固態(tài))定義為液態(tài)電解質(zhì)含量在5%–20%之間的電池。它采用“固態(tài)電解質(zhì)骨架+少量液態(tài)浸潤(rùn)劑”的復(fù)合架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了性能與可行性的平衡。

固液電池核心特性包括:本質(zhì)安全提升。固態(tài)電解質(zhì)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(chǎn)可行性高。可兼容現(xiàn)有產(chǎn)線約70%–90%的設(shè)備,大幅降低產(chǎn)業(yè)化技術(shù)門(mén)檻;能量密度躍升。兼容高鎳正極和硅碳負(fù)極,單體能量密度達(dá)300–400Wh/kg,較傳統(tǒng)方案提升超30%;性能體驗(yàn)升級(jí)。配合800V高壓平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)“充電8分鐘,續(xù)航500公里”的極致超快充體驗(yàn)。

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(lái)ET7等車(chē)型搭載為標(biāo)志,開(kāi)啟了商業(yè)化序幕。2026年被業(yè)界視為“混合固液電池量產(chǎn)元年”,多家企業(yè)GWh級(jí)產(chǎn)線正式投產(chǎn)。固液電池是從液態(tài)電池通往全固態(tài)電池的關(guān)鍵過(guò)渡技術(shù),預(yù)計(jì)2027年全固態(tài)電池示范線將正式啟動(dòng)。

圓柱固液技術(shù)融合壁壘與解決方案

隨著固液電池技術(shù)的提升,疊加大圓柱電池自身結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),將固液混合電解質(zhì)技術(shù)應(yīng)用于大圓柱電池,可從安全、性能到制造實(shí)現(xiàn)全方位賦能,產(chǎn)生顯著的“1+1>2”協(xié)同效應(yīng)。然而,大圓柱形態(tài)與固液混合電解質(zhì)體系的雙重復(fù)雜性,也帶來(lái)了突出的技術(shù)壁壘。

具體而言,挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:一是電解質(zhì)材料體系的選擇與優(yōu)化。離子電導(dǎo)率、電化學(xué)窗口、機(jī)械性能及成本,共同決定電解質(zhì)的規(guī)模化應(yīng)用前景。二是界面穩(wěn)定性挑戰(zhàn)。固液混合電池中,固態(tài)電解質(zhì)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(guān)鍵瓶頸。三是高鎳/富鋰錳基體系穩(wěn)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(duì)電解液穩(wěn)定性要求極為苛刻,易引發(fā)副反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)氣和容量衰減。四是混合固液電解質(zhì)浸潤(rùn)難題。大圓柱電池致密的卷繞結(jié)構(gòu),使得混合固液電解質(zhì)浸潤(rùn)不充分,極易出現(xiàn)浸潤(rùn)不均和“干區(qū)”,嚴(yán)重影響電池一致性和循環(huán)壽命。

針對(duì)上述壁壘,袁定凱給出了四大突破方向:

方向一:固態(tài)電解質(zhì)的選擇。 行業(yè)正加速向“氧化物-聚合物”“硫化物-原位聚合”等復(fù)合體系發(fā)展,以整合各類(lèi)材料優(yōu)點(diǎn)、彌補(bǔ)單一電解質(zhì)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(zhì)是現(xiàn)階段大圓柱固液混合電池量產(chǎn)可行的主要技術(shù)路徑。

方向二:電極-電解質(zhì)界面優(yōu)化。 固液混合電池存在正極/電解質(zhì)、電解質(zhì)/負(fù)極等多個(gè)復(fù)雜界面,固相與液相、固相與固相之間的物理接觸和化學(xué)相容性,直接決定電池性能與壽命。可通過(guò)界面修飾技術(shù)提高穩(wěn)定性,例如:在正/負(fù)極表面原位構(gòu)建致密功能修飾層,物理隔離活性位點(diǎn)與電解質(zhì),有效抑制副反應(yīng)并降低阻抗;通過(guò)表面涂層等技術(shù)改善界面相容性;開(kāi)發(fā)“原位界面修飾技術(shù)”,預(yù)先涂覆功能層,引導(dǎo)電解質(zhì)在電極表面均勻成核。袁定凱同時(shí)提醒,界面優(yōu)化需警惕潛在風(fēng)險(xiǎn)——不合適的包覆材料或工藝會(huì)導(dǎo)致界面阻抗過(guò)高,進(jìn)而引起極化增大、發(fā)熱嚴(yán)重;界面不穩(wěn)定還會(huì)引發(fā)持續(xù)副反應(yīng),消耗活性鋰,最終導(dǎo)致容量快速衰減。

方向三:應(yīng)對(duì)化學(xué)體系挑戰(zhàn)。 高能量密度與長(zhǎng)循環(huán)壽命,依賴(lài)于混合固液電解質(zhì)與高活性正/負(fù)材料的兼容性。在高容量正極兼容性方面,可針對(duì)高鎳富鋰錳基正極材料,匹配合適的固態(tài)電解質(zhì),在其表面形成穩(wěn)定、致密的CEI膜,抑制過(guò)渡金屬離子溶出和電解液氧化分解。在負(fù)極成膜穩(wěn)定性方面,優(yōu)化混合固液電解質(zhì)配方以形成穩(wěn)定且離子導(dǎo)通性良好的SEI膜。在長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性方面,通過(guò)混合固液電解質(zhì)體系的創(chuàng)新,從根本上抑制電池在長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中的產(chǎn)氣、鼓包和容量跳水等問(wèn)題——這是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵。

方向四:破解浸潤(rùn)難題。 適量電解液的充分浸潤(rùn)對(duì)大圓柱電池電性能至關(guān)重要。電解液填充量過(guò)多會(huì)造成兩端鋰鹽濃度不均勻;通過(guò)降低表面張力和優(yōu)化孔隙結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)電解液的快速、均勻滲透,從根源上解決“干區(qū)”問(wèn)題。

云山動(dòng)力大圓柱固液混合電池技術(shù)布局

基于上述系統(tǒng)思考,云山動(dòng)力聚焦“高穩(wěn)定性復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)”與“原位界面修飾技術(shù)”,通過(guò)材料、工藝與結(jié)構(gòu)的協(xié)同創(chuàng)新,全面提升大圓柱混合固液電池的綜合性能。

具體技術(shù)路徑包括:

在新型固液混合電解質(zhì)開(kāi)發(fā)方面,構(gòu)建“有機(jī)-無(wú)機(jī)”雙離子傳輸網(wǎng)絡(luò),兼顧安全性能,并通過(guò)原位凝膠技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電極的超浸潤(rùn),降低界面阻抗,最終實(shí)現(xiàn)高離子電導(dǎo)率、優(yōu)異溶劑穩(wěn)定性與優(yōu)異界面穩(wěn)定性的統(tǒng)一。

在原位界面修飾技術(shù)開(kāi)發(fā)方面,構(gòu)建穩(wěn)定界面修飾層以抑制副反應(yīng)、降低阻抗,并采用預(yù)鋰化方案,通過(guò)活性鋰補(bǔ)償構(gòu)建高性能SEI層,進(jìn)一步降低界面阻抗,提升電池循環(huán)壽命,從而釋放高容量正極和硅/鋰金屬負(fù)極的潛力,解決界面失穩(wěn)難題。

在真空輔助灌注與原位固化工藝開(kāi)發(fā)方面,通過(guò)真空輔助灌注技術(shù)實(shí)現(xiàn)固液電解質(zhì)在大圓柱電芯內(nèi)的均勻填充和致密成型,保障電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一致性與安全性;并通過(guò)界面原位固化,在電芯內(nèi)部原位生成固態(tài)電解質(zhì)界面層,消除界面間隙,實(shí)現(xiàn)電極與電解質(zhì)的“無(wú)縫”物理接觸。

資料顯示,云山動(dòng)力成立于2023年2月,持續(xù)在大圓柱電池技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新突破。僅用兩年時(shí)間,公司便實(shí)現(xiàn)了浙江寧波總部46系列大圓柱超充電池一期量產(chǎn)示范線的投產(chǎn),產(chǎn)能達(dá)1.5GWh。

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

會(huì)上,袁定凱透露了清晰的路線規(guī)劃:2026年至2027年,公司計(jì)劃完成固液混合態(tài)電池開(kāi)發(fā)與中試,能量密度達(dá)到350–400Wh/kg,驗(yàn)證核心工藝穩(wěn)定性;2028年至2030年,目標(biāo)實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小批量量產(chǎn),能量密度突破400Wh/kg,建立量產(chǎn)質(zhì)量控制體系。

(以上觀點(diǎn)根據(jù)論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理,未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。)

[責(zé)任編輯:張倩]

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