През октомври 2025 г. водещите национални производители на нови енергийни автомобили официално представиха разработката на ново поколение твърдо{1}}батерии на технологична конференция. Батерийната система следва сулфиден електролит и има енергийна плътност от 420Wh/kg. -Средноразмерният седан, задвижван от батерии, има комбиниран пробег от над 1200 километра и планира масово производство и инсталиране на водещия модел на производителя през четвъртото тримесечие на 2025 г. Новината разтърси индустрията, като пробивът се разглежда като ключов знак за индустрията на захранващите клетки на „ерата на-солидното състояние“ във време, когато енергийната плътност на течността литиево-йонни батерии се доближава до границата от 350Wh/kg.
I. ТЕХНОЛОГИЧНОТО ЯДРО: Логиката зад пробивите в обхвата от 1200 км
Основните предимства на новото поколение твърдо{0}}батерии произтичат от иновациите в три ключови технологии с показатели за ефективност, които значително надвишават тези на масовите течни батерии:
(1) Двойни пробиви в сулфидните електролити.
Батерията използва сулфидни твърди електролити, разработени от самата нея, за да разреши противоречието между йонната проводимост и стабилността на традиционния електролит. Електролитът има йонна проводимост при стайна{1}}температура 1,2 × 10 − 2S/cm, повече от три пъти по-висока от тази на традиционните течни електролити, според техническия директор на производителя. В същото време технологията за нано-композитна модификация намалява импеданса на интерфейса с 60%. Пробивът позволява на батерията да поддържа мощност на 85% от капацитета дори при ниски температури до минус 20 градуса по Целзий, адресирайки болезнената точка на затихването на зимния диапазон за потребителите в северен Китай.
(2) Композитните катодни материали увеличават енергийната плътност.
Положителният електрод на батерията беше съставен от композитна система от „богати на литий-манган-материали“ и градиентната структура беше конструирана чрез технология за отлагане на атомни слоеве, увеличавайки съотношението до 280 mAh/g. Системата беше комбинирана със силициев -въглероден композитен анод (с капацитет от 1800 mAh/g) и технология за литиево метално покритие, за да се постигне енергийна плътност от 420 Wh/kg. Това е доста над 350Wh/kg твърдотелни-батерии, които Zhong Ji произвежда в момента масово-и повече, отколкото Dongfeng Motor обяви по-рано.
(3) Система за проектиране, реконструкция и защита на безопасността.
Благодарение на незапалимостта на твърдия електролит, батерията елиминира напълно течните електролити, като по същество елиминира риска от загуба на топлина. Тестовете за проникване на пирон, проведени на мястото на конференцията, показаха, че клетките не произвеждат открит огън или дим, след като са били набодени върху стоманен пирон, с максимална повърхностна температура от само 52 градуса. В допълнение, пакетът батерии има буферна структура с пчелна пита, която е три пъти по-здрава от националния стандарт и остава непокътната дори след преминаване на тест за падане от 10 метра.
ii. Напредък в масовото производство: анализът на осъществимостта за 2025 г
По отношение на графика за масово производство през 2025 г., производителите разкриха цялостен план, обхващащ проверката на технологиите и-изграждането на капацитет, както и основните системи за поддръжка на индустриалната верига:
(1) Данните за пилотната производствена линия осигуряват основата за масово производство.
Понастоящем батерията е преминала повече от 5000 цикъла тестове на собствено-изградената от производителя 2GWh пилотна производствена линия, постигайки повече от 3000 цикъла живот (еквивалентни на повече от 600 000 км пробег), със степен на затихване под 20%. Тестовете за бързо зареждане показват, че при 4C можете да заредите до 80% за 12 минути, с ефективност на попълване на енергия, близка до тази на бензинов автомобил. Тези показатели отговарят на изискванията за масово производство на автомобилни акумулатори.
(2) Премахване на тесните места в началото на оформлението на веригата за доставки.
За да отговорят на предизвикателството на масовото производство на твърдо{0}}батерии, производителите работят с предприятия нагоре по веригата като BTR и Enjie, за да създадат изключителна верига за доставки. Сред тях, 3D порестите литиево-въглеродни композити, осигурени от BTR, се занимават с растежа на литиевия дендрит, докато новата производствена линия за сулфиден електролит, дъщерното дружество на Enjie, може да произвежда 1000 тона годишно, гарантирайки доставка на основни материали. Цената на една батерия в момента се контролира на 1,8 mWh, каза производителят. Въпреки че това е по-високо от 0,5-0,55 юана за течни батерии, това е 40% намаление в сравнение с 2024 г.
(3) Изграждането на производствена линия навлиза в последния спринт.
Започна строителството на поддържащата 8GWh твърдо{1}}база за производство на батерии в индустриалния парк за интелигентно производство на делтата на река Changjiang, използвайки напълно автоматизирано интегрирано оборудване за навиване и опаковане. Очаква се пускането в експлоатация на оборудването да приключи през второто тримесечие на 2025 г. Компанията планира да има първоначален производствен капацитет от 10 000 единици на месец, като дава приоритет на водещите модели, с увеличаване на производството до 30 GWh до 2026 г., за да покрие производствените линии от среден до висок клас.
III. Индустриални ударни вълни: вълнистите ефекти на технологичните пробиви
Техническото съобщение не само променя конкурентния пейзаж за производителите на NEV, но също така има далеч{0}}обхватни последици за цялата верига на новата енергийна индустрия:
(1) Автомобилните производители са изправени пред повишена конкуренция при-твърди батерии.
Changan Automobile по-рано обяви планове за масово производство и инсталиране на 400Wh/kg твърдо{1}}батерии (с обхват от 1500 км) през 2026 г., докато Geely възнамерява да произвежда масово подобен продукт през 2026 г. На международния пазар Toyota и Samsung SDI също са определили производствени дати за 2027 г. Индустриалните анализатори казват, че 2025-Периодът 2027 ще бъде критичен прозорец за масово производство на твърдотелни-батерии и бордови приложения, а изборът на технологични пътища ще определи конкурентоспособността на автомобилните производители през следващото десетилетие.
(2) Инфраструктурата за зареждане е изправена пред предизвикателства при реконструкцията.
Обхват от 1200 км означава, че потребителите трябва да зареждат само веднъж или два пъти месечно, което е по-малко от 2-3 пъти седмично в момента. Ако до 2030 г. скоростта на проникване в твърдо състояние достигне 30% процента, националното търсене на ултра{11}}станции за бързо зареждане ще спадне с 25% 25 процента, според проучване на China EV100. В отговор National Grid стартира обновяване на електроцентрала за „интегрирано съхранение и превключване на фотоволтаична енергия“ и изгради пилотна купчина за ултрабързо зареждане на твърдотелни батерии в района на делтата на река Яндзъ.
(3) Спорът за техническия маршрут продължава.
Въпреки ясния график за масово производство, индустрията остава разделена относно зрелостта на технологията. Zeng Yuqun, ръководител на Асоциацията на китайската автомобилна индустрия, каза по-рано, че повечето настоящи „твърдотелни-батерии“ всъщност са полу-твърди продукти и че са необходими осем до 10 години, за да бъдат всички-твърдо-батерии-масово-произведени. Анализът на разглобяването разкри, че публикуваната от производителя батерия все още съдържа 5% течен електролит, в категорията „квази-твърдо-състояние“, но направи пробив в основните характеристики на електролита.
IV. ВЪВЕДЕНИЕ Бъдещи предизвикателства: Три пречки пред внедряването на масово производство
Зад оптимизма широкомащабните-приложения на твърдотелни-батерии все още са изправени пред множество предизвикателства в-реалния свят:
(1) Контролът на разходите остава основна трудност
При текущата цена от 1,8 kWh, батерия от 80 kWh струва около $144 000, или над 40% процента от цената на основните модели. Производителите казват, че чрез локализирано производство на материали (понастоящем 70% от сулфидните електролити се внасят) и увеличен производствен капацитет разходите се очаква да паднат до $1 на ват-час до 2027 г., близо до цената на течните батерии.
(2) Стандартните системи спешно се нуждаят от подобрение
Понастоящем няма единен стандарт за-твърди батерии по отношение на методите за изпитване на цикличен живот или критерии за оценка на безопасността. Китайската асоциация на производителите на автомобили се обедини с 12 производители на автомобили и 20 предприятия за батерии, за да създаде работна група по стандартите. Планира да пусне техническа спецификация за твърдотелни батерии в превозни средства през 2025 г., която ще идентифицира ключови показатели като енергийна плътност и безопасност.
(3) Системите за рециклиране трябва да запълнят празнините.
Литиево-металните аноди и сулфидните електролити на твърдо{0}}батерии не са подходящи за традиционните процеси за рециклиране на батерии и липсват зрели технологии за рециклиране. Компанията си партнира с GEM, за да разработи процес за рециклиране на „целенасочена екстракция на литий“, целящ да възстанови над 95% от ресурсите на литий и никел, като първата демонстрационна линия се очаква да бъде завършена през 2026 г.
Присъда: твърдотелните батерии отварят нова глава в енергийната революция
От лаборатории до масово-произвеждани автомобили, пробивът на твърдо{1}}акумулаторната батерия, която има обхват от 1200 километра, бележи официалното начало на „след-ерата на течните батерии за NEV индустрията. Както Джан Йонгуей, вицепрезидент на China EV100, посочва, твърдо-батериите ще бъдат монтирани в малки коли през следващия 2-3 години, прекрояване на индустрията. Докато предизвикателствата като разходи и стандарти продължават, вълната от технологични итерации е необратима през 2025 г. вероятно ще бъде основна повратна точка за новите енергийни превозни средства като всеобхватна алтернатива на икономичните превозни средства.
