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未来3-5年将是固液混合电池关键窗口期 中汽新能已布局5代产品
发布时间:2025-12-01 点击量:12次

“固液混合电池,同时含有液态和固态电解质,是目前兼顾性能、经济性和制造可行性的务实选择。”日前,在第十届动力电池应用国际峰会(CBIS2025)上,中汽新能电池科技有限公司先进技术开发主任黄铃表示,介于液态和全固态之间的固液混合电池,未来3~5年将迎来商业化的关键窗口期。

今年2月,中汽新能(前身为力神电池动力和储能板块)完成中央企业专业化整合,成为中国一汽控股,东风汽车、长安汽车参股的央企二级单位,7月该公司完成工商变更,标志着中汽新能焕新启航。

作为央企体系内唯一的动力电池企业,中汽新能肩负着产业链建设和科技创新的重要使命,致力于提供高性能、高安全的动力/储能电池产品及能源解决方案,推动全球交通电动化和能源绿色低碳转型。

在前沿技术领域,中汽新能已经在固液混合、全固态电池领域进行了全面布局,其固液混合电池已经在eVTOL、飞行汽车等领域开展验证。

固液混合产业化路径清晰

中汽新能实现多项技术突破

随着中国新能源汽车新车渗透率已经接近50%,全球主流车企都在加码高端新能源乘用车的研发投入,1000+公里超长续航,超快充补能和极致的安全性,正在成为高端新能源车的标配。

与此同时,以eVTOL、飞行汽车为代表的低空产业和人形机器人等新型应用场景,正迎来技术和政策双轮驱动的关键发展阶段。

现阶段传统液态电池,因使用有机电解液,能量密度已经接近理论天花板。虽然全固态电池使用不易燃的固态电解质替代有机电解液,可大幅提升电池性能和安全,但其商业化应用面临技术、工艺和成本等核心工程难题,业界普遍预计其还需要5~8年,甚至更久的时间才能实现规模化应用。

黄铃表示,从性能上来看,固液混合电池对高镍+硅体系兼容性好,能量密度可以做到400Wh/kg;如果用锂金属负极,能量密度可以突破500Wh/kg;

安全表现上,固液混合电池因使用了具有本征安全的固态电解质,起到物理阻隔、抑制热蔓延的作用,可提升电池的安全性能;

制造可行性上看,固液混合电池制造工艺、生产设备与现有液态电池兼容性高,可快速量产落地;

从经济性来看,一方面因现有工艺路线、设备大部分适用,另一方面原材料供应链,也与当前主流液态电池有高度重合,所以固液混合电池生产成本可控。

据黄铃介绍,近年来中汽新能积极布局固液混合电池,在高镍正极、硅碳负极、高安全隔膜和固态电解质技术等环节,均取得突破进展,该公司基于新型材料和技术,在开发高比能、高倍率、长循环、真安全的固液混合电池上,已经有了丰富的技术积累。

其中,在正极材料方面,中汽新能开发了改性超高镍正极技术,高镍正极通过体相掺杂、一次颗粒径向分布,可提升材料结构稳定性;通过表面纳米级固态电解质修饰等技术,可延迟正极材料的相变过程,抑制层状正极氧的释放,提高正极材料的热稳定性和电池的安全性。

据黄铃介绍,基于上述技术创新,超高镍正极DSC热分解温度有明显提升,且放热功率也下降约13%。

在负极方面,中汽新能则通过碳骨架改性,实现电子、离子双重导通,以及硅材料改性和低膨胀多孔硅碳技术,从而可提升电池循环和倍率。此外,随着CVD技术逐渐成熟,中汽新能还通过快充石墨与多孔硅碳匹配技术,实现5C倍放容量保持率提升14%。

隔膜技术方面,中汽新能目前开发了固态电解质涂层和PI涂层,这两类隔膜技术都可以大幅提升隔膜的耐热温度,进而提升电池的安全性能。

在固态电解质技术进展上,黄铃表示,硫化物和卤化物电解质离子电导率都比较高,但是存在化学稳定性差,需要在惰性气氛中制备的缺点,目前业界将这类电解质主要用在全固态中。“氧化物电解质离子电导率在10−3S cm−1量级,同时化学稳定性好,可在空气中制备,适合固液混合电池;此外,电解质目前离子电导率偏低,但特性接近液态,可以与电解液形成凝胶电解质。”

规划多代固液混合电池产品

已量产配套eVTOL、飞行汽车

基于对固液混合电池未来应用场景的深刻研判,以及在电池材料和固液技术领域的突破,中汽新能在量产和配套上已经走在行业前列。

黄铃表示,现阶段中汽新能固液混合电池主要聚焦在eVTOL和高端新能源汽车等场景,已经开发了兼具高能量密度和高功率的固液混合电池产品;同时也可以根据客户需求,开发定制化产品。

据黄铃介绍,目前中汽新能已经规划了五代固液混合电池产品,其中第一代已经量产交付,第二代产品已开始小批量出货。

其中,中汽新能第一代固液混合电池,电芯能量密度达到325Wh/kg,具备3C持续放电,6C脉冲放电能力,可以满足两吨级eVTOL起飞、降落和飞行等各项工况需求。

“公司第一代固液混合电池,已经在eVTOL和飞行汽车领域得到了产业化验证。”黄铃透露,“上海一客户的复合翼eVTOL,搭载公司的(固液混合电池)产品,在单次充电状态下,顺利完成了250.3km的飞行,刷新了全球两吨级eVTOL航程纪录。”

此外,在飞行汽车上,中汽新能为某车企配套的固液混合电池,也已完成飞行舱在底盘的精准起飞和降落。

中汽新能第二代固液混合电池,能量密度达到了350Wh/kg,持续放电能力提升至5C,并通过了160℃热箱安全测试,循环寿命达到了1500次。“我们已经小批量给客户送样,客户反馈第二代产品在电动航空领域,具备非常强的竞争力。”黄铃表示。

据悉,中汽新能第三代固液混合电池,能量密度将达到370Wh/kg,具备3C持续放电能力,可以支持纯电动乘用车续航轻松突破1000公里续航,相关产品预计将在2026年左右落地。

中汽新能第四代固液混合电池,能量密度将进一步突破400Wh/kg,同时可以通过160℃的热箱测试,循环寿命也可超1000次;第五代固液混合电池,能量密度预计在450-500Wh/kg区间。

黄铃表示,固液混合电池未来将在高端新能源汽车,以及电动航空领域,展现出巨大竞争优势及市场潜力,“在高端乘用车领域,中汽新能正积极联合全行业,推动固液混合电池共性技术开发和标准化的工作。”

“同时,未来3-5年,固液混合电池将在电动航空领域,率先实现大规模的应用。”黄铃补充道。

写在最后>>>

今年,从电池中国与动力电池应用分会围绕固态电池的实地调研反馈来看,包括初创企业、传统锂电巨头,以及材料企业,多普遍认为,随着固液混合电池展现出来的优异性能和高安全性,以及其在原材料供应链、装备工艺环节的高兼容性,固液混合电池在多个场景有望大规模应用。

同时,行业对于固液混合电池的认知也在发生改变:其并非是液态电池向全固态电池过渡的“中间品”,更有望在未来电池产业中,与传统液态电池、全固态电池长期并存、协同互补,甚至有望成为主流技术路线。

作为唯一由央企控股的动力电池企业,中汽新能构建了液态电池、固液混合电池、全固态电池并行发展的多元化技术路线。其中,该公司在固液混合电池的前瞻布局与产业化推进,成为其在新一代电池技术角逐及市场版图扩张中的关键发力点,有望形成差异化竞争优势,增强其在下一代电池技术中的主动权和市场竞争力。

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