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【转载】固液混合电池的生命周期有多久?
[ 发布时间:2025-07-16  浏览:109 ]
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在下一代电池技术研发进程中,全固态电池被认为是最具前景的发展方向。然而,面对新能源汽车对高能量密度、高安全动力电池的迫切需求和全固态电池规模化量产的多重挑战,行业将固液混合电池视作重要的解决方案,在传统液态电池的基础上,通过多种方式在电芯中引入部分固态电解质实现。与现有的液态电池相比,固液混合电池可匹配更高电压、更高容量的正负极材料并有效提升安全性,提高动力电池的综合技术指标要求。在全固态电池完全就绪前,固液混合电池有望兼容现有液态电池的生产工艺和设备,率先实现商业化应用。


基于以上背景,固液混合电池的发展定位、技术路线、应用场景、产业化挑战和量产预期等问题还需行业进一步明确方向和凝聚共识。为此,中国汽车工程学会于2025年7月11日在北京召开了第二十一期“汽车科技评论”闭门研讨会,定向邀请相关领域高端专家,围绕“固液混合电池技术路线及产业化前景展望”主题进行深入研讨与交流。


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研讨会重点从固液混合电池的发展定位与未来趋势判断、技术路线与产业化探索两大维度的8个子议题展开深度研讨。


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研讨会由中国汽车工程学会秘书长助理、国汽战略院副院长郑亚莉开场介绍,中国电子科技集团第十八研究所研究员肖成伟作为会议主席主持专题演讲和议题研讨环节。东风汽车集团有限公司研发总院副院长史建鹏,四川沃飞长空科技发展有限公司电池系统主任工程师肖仁超,中国第一汽车集团有限公司研发总院技术首席孙焕丽,中国科学院物理研究所研究员黄学杰,清陶(昆山)能源发展集团股份有限公司联合创始人、总经理李峥,北京卫蓝新能源科技股份有限公司研发总监徐航宇,合肥国轩高科动力能源有限公司首席科学家朱星宝依次发表主题演讲。


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中国汽车工程学会秘书长助理、国汽战略院副院长 郑亚莉


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中国电子科技集团第十八研究所研究员 肖成伟


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东风汽车集团有限公司研发总院副院长 史建鹏


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四川沃飞长空科技发展有限公司电池系统主任工程师 肖仁超


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中国第一汽车集团有限公司研发总院技术首席 孙焕丽


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中国科学院物理研究所研究员 黄学杰


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清陶(昆山)能源发展集团股份有限公司联合创始人、总经理 李峥


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北京卫蓝新能源科技股份有限公司研发总监 徐航宇


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合肥国轩高科动力能源有限公司首席科学家 朱星宝





此外,长安汽车、岚图汽车、北汽集团、吉利汽车、长城汽车、奇瑞汽车、赛力斯汽车、小米汽车等整车企业,宁德时代、中创新航、欣旺达、孚能科技、国联动力、安瓦新能源、吉阳智能、电装中国、松下中国、联合汽车电子等相关零部件企业,清华大学、青岛大学、国创中心等高校及行业机构的相关专家分享了各自对固液混合电池技术路线及产业化前景的展望,并与参会嘉宾交流了针对研讨议题的看法。



本期研讨会根据嘉宾研讨情况

形成以下主要观点:







一、概念定义:固液混合电池是液态电解液和固态电解质的复合体系,其核心判断标准在于固态电解质是否参与并改善离子传导,以及能否提升电池安全阈值。一般来说,电解液的比例应下降到电芯质量的10%以内,固态电解质在电解质总量中的质量占比应达到10%以上,同时不建议在标准中对电解液使用量做硬性限制。技术路线方面,按电解质成分来划分,氧化物、聚合物以及氧化物+聚合物路线预计成为主流;按混合电解液/质实现方法来划分,正负极掺混固态电解质+极片涂覆固态电解质、原位固化等路线预计成为主流。



二、发展定位:固液混合电池是技术驱动(技术进步使得BOM成本下降、生产良率可控)与需求驱动(面向>300Wh/kg动力电池的可量产解决方案)共同作用的结果,不仅能弥补传统液态电池在能量密度、安全性方面的短板,满足新能源汽车、储能和低空等新兴应用场景的需求,同时也不会对现有产线布局产生较大冲击。短期来看,固液混合技术是提升三元液态电池产品竞争力的重要抓手,具备技术溢价潜力,未来两年将是商业化发展关键窗口期,需充分适配应用场景,提供兼具长续航、快充和安全耐久性的解决方案。长期来看,液态电池、固液混合电池全固态电池产品将在新能源汽车领域实现多元共存,并进一步拓展至更广泛的应用领域。



三、材料体系:固液混合电池材料体系中,正极材料主要采用具有高比能量三元材料和/或富锂材料;负极材料则以硅基复合材料为主,若使用活性更高的锂金属负极,则需进一步降低电解液含量并开发与之匹配的电解液。电解质部分主要采用氧化物和/或聚合物,通过包覆、掺混、表涂、转印、原位固化等工艺实现。现阶段,材料体系中仍在应用聚合物基膜,未来可能向无基膜方向发展,以实现更低的电解液含量。



四、科学问题:整体来看,固液混合电池的科学问题是动力性、耐久性安全性的机理问题。动力性方面,一是固液混合电池电解液/质离子传输机制,二是如何构筑全生命周期导锂通道;耐久性方面,主要是高温循较常温循环表现更佳科学机制;安全性方面,主要是固液混合电池的本征安全性评估、安全阈值提升内在原因以及能否改变热失控最高温度。材料层面,还面临浸润均匀性、多相界面(气、液、固)稳定性、SEI/CEI衰退机制、锂枝晶调控、界面一致性等问题。目前,固液混合电池的科学问题研究在学术领域还相对空白,亟需产学研联合开展系统性的研究。



五、安全问题:综合来看,固液混合电池的单体安全性提升,但仍需通过材料革新(如正负极升级、电解质复合化)和工艺结构设计(如极片结构设计、电极/电解质界面优化技术)进一步增强。电池系统层面,为适应更高的电池能量密度,需升级热防护及热管理系统、优化快充安全策略,并进一步验证固液混合电池全生命周期安全性。智能化方面,加装力学、气体、声波、光学等多类型传感器可有效提升系统主动安全能力,但传感器的一致性和成本问题仍有待优化。AI技术则主要在设计与仿真方面提供支持,助力实现安全风险预警和SOC等参数预测。





六、生产制造:整体来看,固液混合电池的生产工艺(干法/湿法)与传统液态电池的生产工艺具有较高的重合度,可沿用现有液态电池生产线80%以上的工艺生产设备。然而,对于涉及极片表涂/转印、固态电解质匀浆、原位固化、化成等环节,需进行适应性改造。同时,应重点关注生产效率产品一致性的提升。



七、整车设计:固液混合电池全生命周期一致性耐久性是整车设计中的潜在难点,需构建更精准的车端预测机理模型,特别是电池系统应用层面,需加强对固液混合电池全生命周期的安全性、耐久性验证,以支撑产业化落地与规模化应用。成本方面,当前固液混合电池在汽车场景下的成本较同体系液态电池的增幅不超过10%,因此应优先考虑适配高端车型,并布局电动飞行器、人形机器人等前沿领域。



八、制约因素:目前,固液混合电池已突破液态电池能量密度天花板(>300Wh/kg),并能解决用户关注的安全性、循环耐久和低温性能等突出问题,明确了在动力电池领域的产品定位,但其核心制约因素在于技术经济性仍需进一步提升,以支撑大规模量产与装车应用。因此,下一阶段需依靠产业链上下游的协同合作,持续提升规模化生产的电池产品一致性、安全可靠性、耐久性稳定性等,引领动力电池产业进一步向高质量发展转型。

以上内容根据现场嘉宾观点整理,不代表最终观点,中汽学会研究团队将尽快形成本次研讨会的最终研究报告,欢迎关注!



图文转载自中国汽车工程学会公众号“节能与新能源汽车技术路线图”





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