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450Wh/kg!融捷集团发布第二代硫化物全固态电池

08/25 17:00
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固态电池行业仍在为电动汽车的“终极方案”进行漫长的技术马拉松时,部分企业已开始寻找更切近的商业化落地场景。

近日,融捷集团旗下的融捷能源科技有限公司(以下简称“融捷能源”)正式推出其第二代全固态硫化物电池,能量密度达到450 Wh/kg。

固态电池迈向实处,三赛道精准卡位

2025年,全球固态电池产业进入了一个关键的“去芜存菁”阶段。在经历多轮资本与产业的热潮起伏后,市场正逐渐回归理性。

行业共识正在形成:尽管固态电池作为下一代电池技术的终极潜力在于电动汽车市场,但通往这一目标的道路上,成本、规模化制造工艺以及供应链成熟度这三座大山,并非短期内可以轻易逾越。

在此之前,固态电池的首个商业化浪潮,将会出现在那些能最大程度发挥其核心优势的特定领域。在这一背景下,一条务实的“双轨”发展路线逐渐清晰:

轨道一,能量密度导向:智能手机、AR/VR设备、高端穿戴设备为代表的消费类型领域,对电池的体积和重量极为敏感,对超长续航的追求永无止境。

轨道二,安全可靠导向:以低空经济和人形机器人为代表的新兴领域,将电池安全性、可靠性与环境适应性视为核心准入标准这两个市场虽需求不同,但共性在于对传统锂电池性能边界的突破有着迫切需求,是固态电池技术价值的最佳体现区。

依托融捷集团在锂资源与高端装备领域的深厚积累,融捷能源作为集团新能源版图中的重要一环,以清晰的产业化目标切入固态电池赛道。

近日,该公司宣布成功研发出第二代全固态硫化物电池,经测试,其能量密度已达到450Wh/kg,较一年前的第一代产品(350Wh/kg)实现了显著提升。同时在倍率性能、可靠性与安全冗余方面也取得显著进步。

更值得关注的是,这一成果是在专为高端消费电子、低空经济与人形机器人应用开发的软包电芯上实现的。

这清晰地表明,融捷能源的技术迭代并非空泛的性能竞赛,而是始终围绕其既定的市场目标精准展开。

与其说这是一款实验室里的性能“冠军”,不如说它是一款无限接近真实应用场景的“准商品”。

正如融捷能源的固态电池研发负责人王诚博士向高工锂电表示,公司的核心思路并非押注于某一项颠覆性材料,而是通过系统性的工程思维,对材料、电极、界面和工艺进行全方位的协同优化,在性能、成本和可制造性之间寻找最佳平衡点。

解构450Wh/kg:安全与性能的系统性平衡

实现450Wh/kg的能量密度,尤其是在非锂金属负极体系下,需要克服一系列行业共性难题。

融捷能源的技术方案,展现了其在电化学体系内部进行精细化调控的能力。

1. 提升“空间利用率”:构建高活性物质占比的电极

固态电池的核心挑战之一在于固-固界面接触。为保证良好的离子和电子传输,电极中需加入一定比例的固态电解质、导电剂和粘结剂等非活性物质,这直接挤压了正负极活性材料的占比,限制了能量密度的天花板。

目前,行业内固态电极的活性物质占比普遍在80%上下徘徊。融捷能源将此作为关键突破口,开发出“超离子导电网络”技术,成功将正极活性材料占比提升至90%以上。

据介绍,这得益于一种新型功能材料的应用,它能够在电极内部形成一个高效的“离子-电子双导通网络”,大幅降低了对传统导电剂的依赖。

同时,该材料还兼具界面缓冲能力,缓解了循环过程中的应力问题。

在此基础上,融捷能源应用了其独有的厚电极制备技术。高能量密度必然要求高面载荷,而厚电极内部的离子传输迟滞和机械不稳定性是主要障碍。

融捷的电极工艺在显著增加厚度的同时,仍能确保内部结构稳定与离子通道高效导通,这一特性为实现450Wh/kg的能量密度奠定了坚实的物理基础。最终,该技术将有效提升消费电子、低空经济及人形机器人等领域应用产品的续航表现。

2. 驯服“界面副反应”:从被动隔离到主动管理

硫化物固态电池体系中,电解质与电极之间的界面稳定性至关重要。

高镍三元正极在循环过程中容易释放活性氧,导致剧烈的氧、硫气相反应,造成热失控。

而硅碳负极在循环过程中的巨大体积膨胀,以及其表面与硫化物的副反应,都会导致界面阻抗急剧升高,容量快速衰减。

针对正极界面,融捷能源开发了一种新型包覆技术,与传统的界面缓冲层(如铌酸锂、钛酸锂等)不同。

融捷能源表示该技术可抑制80%以上正极氧析出量。这意味着从化学反应的源头上,切断了正极与电解质发生劣化反应的途径,显著提升了电芯的热稳定性和循环寿命。

内在的稳定性,结合全固态电池本征的安全优势,从根本上降低了热失控风险,满足了低空经济及人形机器人市场对安全性的严苛要求。

据了解,在安全测试中,该电芯已能通过国标针刺测试和200℃热箱测试。

针对负极界面,融捷能源采取了更为巧妙的策略。

考虑到对硅碳颗粒进行过度包覆会损失其克容量,团队转而对纳米级的硫化物电解质颗粒进行表面修饰,在其表面原位形成一层超薄、致密且仅允许锂离子通过的稳定界面层。

这一思路既保证了硅碳负极的活性,又有效避免了二者的直接接触和副反应。

3. 兼顾“机械性能与电化学性能”:双粘结剂的协同效应

为解决电极的机械强度与界面阻抗难以兼得的矛盾,融捷能源采用了“双粘结剂”体系。

其中一种粘结剂具备优异的柔韧性和粘结强度,如同电极的“力学骨架”,能够有效缓冲硅碳负极的体积变化,维持电极结构的完整性。

另一种粘结剂则具有较低的离子传输阻抗,负责在活性颗粒与电解质之间构筑低阻抗的界面。

二者按特定比例复配,总用量不变,却实现了“1+1>2”的效果,使电芯的容量发挥率提升了15%以上。

解决了硅碳负极的兼容性和循环稳定性问题,也就为实现长寿命、高可靠性的产品奠定了基础。

推动产业化:工艺革新与生态协同

如果说技术创新决定了产品的性能上限,那么工艺、设备和产业链的成熟度则决定了其商业化的可行性。

融捷能源在这方面的布局,同样体现了其务实的风格和长远的规划。

行业周知,硫化物固态电池的制备通常需要施加数十至数百兆帕的巨大压力,以确保固-固界面的紧密接触。

这不仅依赖于昂贵、低效的等静压设备,也给电芯的封装和最终应用带来了极大限制,尤其是在追求轻薄化的消费类产品中,额外配置笨重的加压模块几乎不现实。

融捷能源正致力于打破这一“紧箍咒”。公司透露,其正在开发一套全新的低压运行方案,目标是将电芯的正常工作压力降低至2MPa以下。这背后涉及电芯结构、材料体系和制备工艺的一系列创新。

一旦实现,将意味着固态电池可以摆脱对外部高压系统的依赖,像传统锂电池一样被灵活地集成到各类设备中,这将是其从工业样品走向大众消费品的关键跨越。

于消费类电子,低压运行意味着无需额外加压模块,保持了产品的轻薄。

对于低空经济与人形机器人领域,它则意味着电池包的结构可以更简化、更轻量、成本更低,从而提升整机的续航或有效载荷。

在具体的工艺路线上,融捷能源也展现了清晰的梯度规划:

关于电解质材料制备,当前研发阶段采用纯度更高的固相法,未来量产则会切换到成本更优、适合规模化的液相法。

固态电解质膜成型,现阶段采用工艺成熟的基材涂覆转印方案,同时以前景更广阔的无基膜自支撑膜为远期研发目标。

融捷能源作为融捷集团的重要成员,充分依托集团覆盖锂矿采选、前驱体合成、正极材料生产、锂电池装备制造、电芯与系统研发生产,以及电池回收与梯次利用的完整产业链布局,构建了高度协同的内部生态优势。

这一贯穿上游资源与下游循环的产业协同能力,不仅为公司在供应链稳定和成本控制方面提供了坚实保障,也显著加快了从技术研发到工艺验证的转化效率,形成了独立企业难以企及的竞争壁垒。

立足当下,着眼未来。在全固态技术高歌猛进的同时,融捷能源另一条关键技术路线——基于氧化物体系的半固态电池,已成功实现商业化落地并获得市场高度认可。

该产品通过在正极中掺混固态电解质、在隔膜上涂覆陶瓷层等创新工艺,实现了安全性能的代际提升,同时完美兼容现有液态锂电池产线,具备极高的成本效益。

目前,该系列半固态产品不仅完成了技术定型与量产,更已批量交付给工商业储能等领域的头部客户投入实际使用,并收获了关于其高安全性与可靠性的积极反馈。

这一“固态化”与“产业化”双轮驱动的策略显得尤为稳健。

成熟的半固态产品线不仅为公司构筑了坚实的市场基础,也为客户提供了当前阶段安全性与经济性兼备的理想解决方案。

与此同时,全固态技术作为长期发展目标,正持续推动关键技术突破与迭代升级。两条路径协同并进,相互支撑,共同构建了一个结构清晰、层次分明且可持续的战略闭环。

结语

根据规划,融捷能源将于2026年建成0.2GWh的全固态电池中试线,届时第二代450Wh/kg的产品将具备初步的批量生产和客户送样能力。

总的来看,融捷能源此次发布的新产品及其背后的技术体系,并未讲述一个颠覆物理极限的激进故事。相反,它呈现的是一个逻辑严密、路径清晰的产业化方案:

以高端消费电子、低空经济与人形机器人这三大明确的市场需求为三重牵引,以系统性的工程创新为驱动,以强大的产业链生态为支撑。

在固态电池产业化从“仰望星空”到“脚踏实地”的转折点上,融捷能源的探索无疑提供了一个值得行业深思的样本。

声明:本文章属高工锂电原创(微信号:weixin-gg-lb),转载请注明出处。商业转载请联系(微信号:zhaochong1213)获得授权。

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