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中国一汽的低压力运行成果日前对外披露:一汽联合东方理工大学,在硫化物全固态电池低压力运行领域取得技术突破,相关成果以"离子弹性体界面实现低压力高稳定固态电池"为题,发表于《Advanced Energy Materials》。中国一汽方面称,这标志着我国在硫化物全固态电池实用化关键核心技术上取得里程碑式突破,为全固态电池产业化进程迈出关键一步。
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5兆帕!大容量全固态电芯在仅5兆帕的低压力下稳定循环,而行业通行水平是20兆帕以上。从20到5,压缩的不只是数字,而是硫化物路线从实验室走向整车的一道工程门槛。
全固态电池为何"非压不可"
全固态电池的"固态"二字,是卖点也是麻烦。没有液态电解液浸润,正负极与固态电解质之间只能靠固-固接触传导锂离子;充放电中电极颗粒反复膨胀收缩,界面一旦松动,离子通路随即衰减。维持接触的办法就是加压,用外部压力把界面"压"住。
官方通稿的表述是:"全固态电池普遍需要20兆帕以上工作压力,这一长期存在的世界性难题,严重制约了其产业化落地。"
20兆帕是什么概念?约等于200个标准大气压,折算到每平方厘米接近200公斤力。要让车用电池包长期顶住这个压力,机械加压装置几乎必不可少,重量和空间代价随之而来——这正是固态电池"高能量密度"在系统层面被不断稀释的原因,也是各家车企在电池包工程化设计里最头疼的约束之一。
5兆帕背后,是一层"会导电的弹性体"
这次破题的核心,官方概括为三件事:材料形貌调控、电芯低压结构创新、制备工艺优化,落点是"低压力工况下界面接触衰减"这个固-固接触难题。
研究给出的方案是一层离子导电弹性体界面。常规电池中,正极粘结剂多为绝缘材料,颗粒收缩时它既撑不住接触,也传不了离子;弹性界面则能随形变伸缩、始终贴住活性颗粒,同时自身导通锂离子,相当于给"会松动的接触面"上了一道保险。据相关报道,论文数据显示,这一界面支撑下,高镍全固态电池在1C倍率循环700次后容量保持率约77%,甚至可在接近零压力的软包条件下运行。与其合作的一方,是东方理工大学孙学良院士团队。
中国一汽将这一进展表述为:"成功实现大容量全固态电芯在仅5兆帕的低压力下稳定循环";"这一突破大幅降低电芯对外部压力的依赖,有效适配电池包工程化设计,为硫化物全固态电池规模化量产应用提供关键技术基础"。
这项成果并非横空出世。中国一汽在硫化物路线上布局多年,2026年以来动作更密集:
1月,红旗全固态电池首台样车下线、进入实车测试阶段——66Ah电芯通过200℃极端热滥用测试,硫化物电解质离子电导率突破10 mS/cm;3月披露"硫化物+卤化物"复合电解质体系,离子电导率达到14.2 mS/cm;7月试制出高比能全固态电芯样件,并推进全产业链协同攻关。产线侧,25兆瓦时全固态电芯中试线已建成、实现大容量电芯小批量下线,量产线规划2027年投入使用,年内攻坚目标指向400Wh/kg。
把这些节点串起来看,低压力运行突破补上的是"电芯—电池包"适配这一环:材料、电芯有了进展,若电芯还必须在高压环境下工作,工程化就无从谈起。压力降到5兆帕,电池包不必再为全固态单独背一套加压结构,整车层面的减重、减厚账才算真正算得过来。
里程碑式突破与量产落地之间,还隔着成本、规模化一致性和产线良率几道关;5兆帕目前仍是电芯验证层面的成绩,装车后的长期工况表现有待实车数据回答。行业普遍把2027年前后视为全固态电池上车的首个窗口,一汽的量产线也排在这一时点。论文解决了一个问题,剩下的一串问题,答案在产线上。
内容来源:网络综合编辑
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