21世纪经济报道记者 杨坪 深圳报道
锂电大厂正在加速“围攻”固态电池市场。继年初各大车企披露全固态电池量产上车时间后，上游的各大材料厂商也纷纷披露固态电池的最新研发进展与技术突破。
5月13日，负极龙头贝特瑞（835185.BJ）率先发布了针对固态电池的GUARD系列材料整体解决方案。其不仅可以应用在智能汽车，还可应用于人形机器人、无人机、储能等领域，目前已在国内头部数码厂商进行小批量的验证和装载。
据贝特瑞中央研究院院长李子坤介绍，贝特瑞发布的固态电池材料均已具备量产技术条件，可应用于数码、动力领域，但实际量产需匹配下游电芯厂商及终端车企的验证周期与需求节奏。
“2024年，我们有了实打实的（半）固态电池产品的出货、装载、终端应用，可以预见半固态体系的材料很快就能实现量产。对于全固态电池，目前行业比较统一的量产时间节点是2027年。”李子坤对21世纪经济报道记者说道。
固态电池发展加速
近年来，人工智能技术的发展，带动了各行业对于高能量密度、长续航、安全性及轻量化等能源技术的核心需求。全固态电池，无疑是这场能源革命的突破口。
固态电池通过使用固体电解质代替传统液态电解质，不仅能解决了锂离子电池在安全性、能量密度和循环寿命方面的局限性，还为电动汽车、大规模储能系统、人形机器人、低空经济等领域提供了更高效、更可靠的电池解决方案。
从去年开始，就有不少车企披露固态电池商业化应用的规划，年初以来，比亚迪、广汽集团、长安汽车等国内车企也纷纷宣布了全固态电池量产的上车时间。
连日来，多家产业链上市公司也通过互动平台、公告和展会信息等，公布最新的固态电池技术进展及解决方案。
此次贝特瑞新推出的GUARD全固态系列，覆盖了高镍正极、硅基负极、固态电解质、锂碳复合负极等材料。
正极材料上，GUARD系列推出了超高镍型正极和富锂锰型正极材料，其中超高镍型正极的比容量超过 240mAh/g，富锂锰型正极在高电压 4.8V 下，比容量超过300mAh/g。
固态电解质层，其开发的硫化物电解质材料离子电导率超过10mS/cm，应用于极片层的硫化物材料，颗粒度可控制在500nm以下；负极材料则使用了行业首款3D多孔锂碳复合负极材料，具有低体积膨胀、长循环寿命，高输出功率的特点。
值得一提的是，目前市场上对于固态电池的材料选择上，存在多种技术路线，包括硅基负极、石墨负极、金属锂负极等。作为全球最大的负极材料供应商，贝特瑞目前的产品中，天然石墨负极材料和人造石墨负极材料占了较大比例，硅基负极产能占总产能的比例不到1%。
李子坤指出，在半固态电池体系中，气相沉积硅基材料凭借其优异的电化学性能，通常会与石墨材料进行复合使用，“而对于未来的全固态电池体系，我们认为锂碳复合材料是较优的选择，且具备大规模产业化应用的前景。"
目前，业界也有少部分观点提出采用纯硅材料作为全固态电池负极。李子坤认为，虽然从技术层面能够实现电芯组装，但纯硅材料在充放电过程中会产生显著的体积膨胀，由此引发一系列技术难题，需从结构设计上解决。
“基于该方案存在较多尚未完全攻克的技术瓶颈，我们在技术路线规划中暂未将纯硅负极作为重点方向，而提出了锂方案。”李子坤表示。
不过，李子坤业明确表示，此次选择“锂碳复合材料”作为GUARD系列全固态电池负极材料的解决方案，不代表未来所有公司在全固态上的最终解决方案，但会是未来重要方向之一。
“通过多年的技术创新和努力，搭载多孔骨架结构的锂碳复合材料，从下一代验证对比结果来看，释放较为积极的信息，公司认可这个方向选择。”李子坤说道。
降本仍有较大空间
当天，李子坤还发布了贝特瑞贝安FLEX系列半固态电池体系，其中高镍正极材料相比同等镍含量三元材料电阻可降低6%；硅基负极材料克容量可到2300mAh/g，两者搭配实现更高容量、更安全可靠的解决方案。
贝安FLEX系列的电解质，采用了聚合物电解质与氧化物电解质的复合方案，将聚合物的韧性与氧化物的热安全性完美结合。在零下10℃条件下，相比液态电池，电芯内阻降低10%，有助于提升循环性能，同时针刺安全性可提升80%。
相较传统的液态电池，采用固态电解质是固态电池的最大变化所在。据了解，早在2021年，贝特瑞就推出了行业首款商用固态电解质产品。
近年来，固态电池引发全球在材料研发、专利布局和产业标准等维度的新一轮竞争，并成为重构新能源产业格局的关键技术制高点。以正负极材料见长的贝特瑞在固态电解液的研发与生产上有何优势？
李子坤回应指出，在从常规液态电池跨度到半固态、全固态电池体系上，各企业几乎处于同一起跑线，尤其在全固态电池领域。贝特瑞凭借深厚的材料研发底蕴，已展现出向电解质材料领域拓展的显著优势。
“我们具备很好的工程能力，擅长无机类粉体材料，而硫化物是典型的无机材料。此外，贝特瑞固态电池材料布局可追溯到2017年以前，从技术角度已跟踪多年，相较传统电解液企业，贝特瑞做无机类粉体材料更有优势。在半固态材料体系上，贝特瑞已与优质电解液合作伙伴共同开发，基本解决了终端装载中面临的一些材料问题。”李子坤说道。
目前，固态电解质主要有三大技术路线：硫化物电解质、聚合物电解质、氧化物电解质。其中，包括丰田、本田、宁德时代、比亚迪、吉利等在内的多家龙头都聚焦于硫化物技术路线。
李子坤指出，通过多种技术创新，硫化物材料在下游应用端展现较好的性能优势，但从产业链整体发展来看，硫化物规模化生产仍面临诸多工程化难题。
“尽管生产成本较以往有所下降，但仍处于较高水平，硫化物尚未实现真正意义上的大规模量产。整个行业面临用什么装备进行更大规模放量、如何控制产线更安全等问题。”李子坤进一步表示。
更多内容请下载21财经APP
