固態(tài)電池非一蹴而就。

奇瑞、廣汽近期均披露了在固態(tài)電池上的最新進(jìn)展。

7月4日，安徽安瓦新能源科技有限公司宣布，其自主研發(fā)的GWh級(jí)新型固態(tài)電池生產(chǎn)線成功下線首批工程樣件。此舉可被視為中國(guó)在固態(tài)電池朝規(guī)模制造又邁出的關(guān)鍵一步。

安瓦新能源成立于2020年，其股東結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的多元合作，其中奇瑞汽車、美國(guó)24M公司以及國(guó)軒高科分別持股約9%、6%和5%，匯集了汽車應(yīng)用、核心技術(shù)與電池制造三方的力量。

此次投產(chǎn)的生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)年產(chǎn)能為1.25GWh。其技術(shù)先進(jìn)性尤為突出的點(diǎn)在于，這或許是國(guó)內(nèi)首條采用正負(fù)極雙干法制造技術(shù)的GWh級(jí)產(chǎn)線。

雙干法或許是其實(shí)現(xiàn)工程效率突破的核心，將傳統(tǒng)鋰電池的11道核心工序銳減至5步。由此帶來(lái)的商業(yè)價(jià)值是顯著的：據(jù)安瓦公布的數(shù)據(jù)，其固定資產(chǎn)投入可降低30%，生產(chǎn)能耗節(jié)省20%，直指當(dāng)前動(dòng)力電池行業(yè)成本高昂的痛點(diǎn)。

公開(kāi)資料顯示，安瓦首批下線的“固態(tài)1.0”電池，能量密度已超過(guò)300Wh/kg，并已通過(guò)針刺等嚴(yán)苛的安全測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了高安全性。

公司已制定清晰的路線圖：第二代400Wh/kg產(chǎn)品樣件已進(jìn)入試制，目標(biāo)在2027年推出能量密度突破500Wh/kg的第三代全固態(tài)電池。

安瓦的快速投產(chǎn)，或許是一種工程實(shí)用主義戰(zhàn)略的體現(xiàn)——聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈力量，用一種“足夠好”的方案搶占市場(chǎng)，再逐步迭代。

與安瓦的高歌猛進(jìn)形成對(duì)照，廣汽埃安近期對(duì)其研發(fā)路徑的復(fù)盤，為行業(yè)描繪了一幅通往“全固態(tài)”未來(lái)的、更為嚴(yán)峻的技術(shù)圖景。

廣汽在該領(lǐng)域的探索，清晰地呈現(xiàn)了技術(shù)路線的系統(tǒng)性演進(jìn)。其研發(fā)起于聚合物體系，但因其離子電導(dǎo)率低、耐高壓性不佳，與液態(tài)電池相比優(yōu)勢(shì)不顯。

隨后轉(zhuǎn)向氧化物體系，雖粉體材料易得，但顆粒間的固-固接觸是其工程化應(yīng)用中難以逾越的障礙。最終，公司將重心轉(zhuǎn)向當(dāng)前主攻的硫化物體系，因其高離子電導(dǎo)率在實(shí)現(xiàn)電池高性能上最具潛力。

然而，廣汽的評(píng)估也指出，單一材料體系難以解決所有問(wèn)題。其內(nèi)部推測(cè)，一個(gè)比較理想的終極全固態(tài)電池，很可能是一個(gè)“多組分復(fù)合”的形態(tài)。

例如，在正極側(cè)采用安全性與耐高壓性能更優(yōu)的鹵化物電解質(zhì)，在負(fù)極側(cè)利用柔性的聚合物電解質(zhì)以適應(yīng)體積變化，而在中間的電解質(zhì)膜則使用高離子電導(dǎo)率的硫化物。

這種“各司其職”的復(fù)合設(shè)計(jì)，被認(rèn)為是解決當(dāng)前眾多難點(diǎn)的關(guān)鍵思路。

基于這一判斷，廣汽以硫化物基路線為主進(jìn)行了深度研究，并揭示出單純的離子電導(dǎo)率已非瓶頸，真正的挑戰(zhàn)在于材料的“穩(wěn)定性”與“制造工藝”。電解質(zhì)層面，尤其要兼顧材料制備和成膜制備兩大能力。

硫化物電解質(zhì)對(duì)空氣和溶劑高度敏感，這不僅對(duì)生產(chǎn)一致性構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)，其釋放的硫化氫氣體也對(duì)設(shè)備與人員防護(hù)提出了極高要求。

維持硫化物材料穩(wěn)定性的現(xiàn)有方案，例如將生產(chǎn)環(huán)境露點(diǎn)控制在-50℃以下，會(huì)帶來(lái)極高的能源消耗，對(duì)成本控制構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。

為應(yīng)對(duì)此問(wèn)題，廣汽通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了單/雙元素?fù)诫s能有效提升空氣穩(wěn)定性、并兼顧離子電導(dǎo)。

在制造端，為制備超薄電解質(zhì)膜，公司開(kāi)發(fā)出一種對(duì)離子電導(dǎo)率保持更佳、環(huán)境更友好的新型烷烴溶劑，以濕法涂布工藝成功制備出20μm薄膜、對(duì)應(yīng)最高1.8mS/cm離子電導(dǎo)，并支持卷對(duì)卷寬幅生產(chǎn)。

對(duì)于活性材料來(lái)說(shuō)，在正極側(cè)，為匹配400Wh/kg的高能量密度設(shè)計(jì)，廣汽選定高鎳三元材料，并通過(guò)大量比對(duì)發(fā)現(xiàn)，“小粒徑單晶”材料耐壓能力更好、離子傳導(dǎo)優(yōu)于多晶，配合固態(tài)電解質(zhì)濕法包覆，能夠大幅提升整體容量發(fā)揮至接近230mAh/g。進(jìn)一步借助干法厚極片工藝，可實(shí)現(xiàn)7.7mAh/cm2的高面容量。

負(fù)極側(cè)的挑戰(zhàn)更為嚴(yán)峻。硅基、鋰金屬等高容量負(fù)極在充放電過(guò)程中的巨大體積形變，會(huì)持續(xù)破壞固-固界面，導(dǎo)致循環(huán)性能急劇下降。

廣汽的策略是雙管齊下：開(kāi)發(fā)低膨脹主材與剛?cè)岵?jì)的粘結(jié)劑。

在對(duì)納米硅、純硅、硅氧以及CVD硅碳均進(jìn)行評(píng)估后，其發(fā)現(xiàn)CVD硅碳材料的膨脹控制上表現(xiàn)尤為突出，在極片層級(jí)已能將膨脹率控制在30%左右——這是一個(gè)較為領(lǐng)先的進(jìn)展。然而，該材料的倍率性能仍是短板，后續(xù)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)固態(tài)電解質(zhì)或碳管包覆來(lái)改善。

硅碳負(fù)極性能上的不均衡也直接體現(xiàn)在不同體系的壽命上：目前，針對(duì)300Wh/kg級(jí)別的負(fù)極體系已能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的千次循環(huán)；但針對(duì)400Wh/kg級(jí)別的高容量負(fù)極，循環(huán)壽命僅五六百周，遠(yuǎn)未達(dá)到車用標(biāo)準(zhǔn)。

除了主攻的硫化物路線，廣汽同時(shí)也在探索聚合物復(fù)合固態(tài)路線作為并行方案。該路線最大的優(yōu)勢(shì)是90%以上的工序與現(xiàn)有液態(tài)電池產(chǎn)線兼容，新增工序以高溫固化、常溫浸潤(rùn)為主，且成組時(shí)無(wú)需高壓，大大降低了工程難度。團(tuán)隊(duì)小批量試制電芯的一致性很高，循環(huán)性能也相對(duì)優(yōu)異。

但其短板同樣明顯：原位固態(tài)倍率性能有差距，且聚合物體系下全固態(tài)電池仍有約3%的殘余液體、不滿足此前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)失重率需在1%以內(nèi)的規(guī)定，也使其雖能通過(guò)高溫測(cè)試，卻難以通過(guò)針刺，安全性仍需持續(xù)改進(jìn)。

最終，這些實(shí)驗(yàn)室的挑戰(zhàn)都指向了裝車應(yīng)用的“最后一公里”難題。硫化物體系需要高壓運(yùn)行，厚重的封裝結(jié)構(gòu)會(huì)嚴(yán)重犧牲整包的能量效率；而聚合物體系則需要證明其相比已高度成熟的液態(tài)電池，究竟具備何種不可替代的優(yōu)勢(shì)。

基于這些深度探索，廣汽方面對(duì)行業(yè)內(nèi)普遍樂(lè)觀的2026-2027年裝車時(shí)間表表達(dá)了審慎態(tài)度，認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，挑戰(zhàn)依然巨大。面對(duì)難題，

該公司正尋求新的破局之道，例如引入AI仿真技術(shù)，建立從材料到設(shè)計(jì)的全流程自動(dòng)化平臺(tái)，以加速研發(fā)進(jìn)程。