在電池科技的前沿探索中，固態(tài)電池作為一項(xiàng)備受矚目的創(chuàng)新技術(shù)，正逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用。盡管公眾普遍認(rèn)知中的“固態(tài)電池”多以半固體形態(tài)存在，但全固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)展同樣引人關(guān)注。

近日，中國(guó)科學(xué)院傳來喜訊，一條高性能20Ah車載硫化物全固態(tài)電池中試線已在嶗山區(qū)巨峰光學(xué)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)園正式落地并投入試運(yùn)行。這條中試線由青島中科源本新能源有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)，依托中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所的科研力量，具備每月生產(chǎn)10片20Ah電池的能力。

青島中科源本新能源有限公司由中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所的武建飛研究員于2023年底創(chuàng)立，專注于實(shí)現(xiàn)從材料制備到電池組裝的全鏈條高效率生產(chǎn)。該公司擁有硫化物固體電解質(zhì)和硫化物全固態(tài)軟包電池兩條生產(chǎn)線，致力于解決硫化物全固態(tài)電池規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)和工程難題，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

據(jù)了解，這條中試線不僅優(yōu)化了電池性能，還為電池產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了有力支撐。按照規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2026年年底，該產(chǎn)線將能夠下線100Ah電芯，并將生產(chǎn)線規(guī)模擴(kuò)大至2GWh，同時(shí)建立穩(wěn)定的上下游合作關(guān)系，推動(dòng)固態(tài)電池材料技術(shù)的初步成熟，并開展全固態(tài)電池的上車驗(yàn)證。

武建飛團(tuán)隊(duì)在硫化物全固態(tài)電池領(lǐng)域深耕多年，自2016年起便致力于解決該領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)問題和電池規(guī)?；苽浼夹g(shù)。近年來，團(tuán)隊(duì)在硫化物全固態(tài)電池的關(guān)鍵材料和核心技術(shù)方面取得了顯著突破，包括高穩(wěn)定性、高容量的正極材料，納米級(jí)高離子電導(dǎo)率、高空氣穩(wěn)定性的硫化物電解質(zhì)，以及抑制電極龜裂及長(zhǎng)壽命的負(fù)極材料等。

其中，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的硫化物固體電解質(zhì)室溫離子電導(dǎo)率高達(dá)1~12毫西門子每厘米，可與有機(jī)電解液相媲美，并成功實(shí)現(xiàn)了放量至十公斤級(jí)的穩(wěn)定批量化生產(chǎn)。團(tuán)隊(duì)還突破了大型軟包固態(tài)電池的連續(xù)化濕法涂布工藝，通過自主開發(fā)的大型疊片技術(shù)解決了疊層軟包電池的制備工藝難題，成功開發(fā)出20安時(shí)硫化物全固態(tài)軟包電池。

為了推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，青島能源所授權(quán)相關(guān)團(tuán)隊(duì)自主創(chuàng)業(yè)，青島中科源本新能源有限公司應(yīng)運(yùn)而生。目前，該公司已建成公斤級(jí)硫化物固體電解質(zhì)生產(chǎn)及硫化物全固態(tài)軟包電池連續(xù)生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室小試線，并完成了天使輪融資。同時(shí)，由該公司牽頭建設(shè)的全固態(tài)硫化物電池中試產(chǎn)線也已正式投產(chǎn)。

武建飛團(tuán)隊(duì)正在積極布局100兆瓦時(shí)中試線，預(yù)計(jì)將于2025年下半年完成。他們力爭(zhēng)到2026年底率先實(shí)現(xiàn)硫化物全固態(tài)電池的批量化生產(chǎn)并投放市場(chǎng)。硫化物全固態(tài)電池以穩(wěn)定的固體電解質(zhì)替代了有機(jī)電解液，從而大幅提升了電池的安全性能。同時(shí)，其高導(dǎo)電率使得應(yīng)用該類電池的設(shè)備可獲得更快的充電速度。以新能源汽車為例，應(yīng)用了硫化物全固態(tài)電池的新能源汽車有望在6到10分鐘內(nèi)完成充電。

硫化物全固態(tài)電池還具備高能量密度、低溫性能好以及長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。其能量密度可達(dá)600Wh/kg以上，意味著可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航里程；工作溫區(qū)寬，即使在零下40℃的情況下仍可進(jìn)行充電。這些優(yōu)勢(shì)使得硫化物全固態(tài)電池在新能源汽車等領(lǐng)域備受關(guān)注，被認(rèn)為是車載電池的最佳選擇之一。

據(jù)武建飛介紹，中試線使用的第一代正極材料為高鎳三元正極，軟包電池單體循環(huán)4000次后容量保持80%以上，處于國(guó)際國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。第二代正極材料將使用改性硫化鋰正極，能量密度超過600瓦時(shí)每千克，常溫下循環(huán)6200次后仍保持初始容量的84.4%。目前，該正極材料已在中試產(chǎn)線上進(jìn)行初步驗(yàn)證，預(yù)計(jì)一兩年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

中國(guó)科學(xué)院指出，硫化物全固態(tài)電池的工作已通過由中國(guó)化工學(xué)會(huì)組織的科技成果評(píng)價(jià)會(huì)，評(píng)價(jià)結(jié)果為整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先。隨著技術(shù)的不斷突破和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速推進(jìn)，硫化物全固態(tài)電池有望在未來成為新能源汽車等領(lǐng)域的主流電池技術(shù)。