你敢想象嗎?一塊車用電池被擠壓變形一半,照樣穩(wěn)定運行;放進170℃的高溫箱里烤,不冒煙、不起火。
這不是科幻片,而是東風汽車對自家固態(tài)電池做的日常安全測試。
今年下半年,東風全新一代固態(tài)電池將迎來量產裝車。這款電池能量密度可達350Wh/kg(瓦時/千克),是國內率先實現規(guī)模化應用的高能量密度固態(tài)電池。配套該電池的新能源車型,純電續(xù)航有望突破1000公里。
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東風新一代高比能固態(tài)電池。
換掉液態(tài)電解液
從根源解決電池起火痛點
6月1日,走進武漢經開區(qū)東風固態(tài)電池中試車間,自動化產線一刻不停。機械臂往復運轉,投料、涂膜、烘烤、焊接二十多道工序全自動,一顆顆電芯下線后組裝打包,變成完整車用電池包。
在業(yè)內,固態(tài)電池被稱作新能源車動力電池的最優(yōu)解。眼下絕大多數家用車,裝的都是液態(tài)鋰電池。構造像三明治,兩片正負極好比面包,中間浸透液體電解液。液體負責導電,卻是安全隱患。車子磕碰、電池升溫,容易短路自燃。
固態(tài)電池最關鍵的革新,就是拿掉易燃電解液,換成固體電解質,從根本上減少起火、爆炸風險,同體積還能存更多的電量。
目前行業(yè)內的固態(tài)電池,主要有三種技術路線:聚合物、硫化物和氧化物。其中氧化物-聚合物復合路線,是業(yè)內公認最快實現量產落地的方案。這條路線原材料量產成熟、成本更低,而且生產設備和現有車企產線適配度極高,近兩年就能大規(guī)模普及。反觀硫化物路線,技術攻關難度大,成本高,且對生產設備、環(huán)境條件控制以及電池抗沖擊設計有更高要求,距離產業(yè)化相對較遠,被視為下一代技術方向之一。
早在2018年,東風汽車就成立了固態(tài)電池項目組,目標是做高安全、車規(guī)級的高比能固態(tài)電池。
“東風走循序漸進的路子,先做半固態(tài),再攻堅全固態(tài)。主攻氧化物-聚合物復合路線,把氧化物固態(tài)電解質和聚合物電解質相結合,不斷調試配方,一步步攻關。”東風汽車研發(fā)總院先行技術研究院(籌)固態(tài)電池室負責人張薇說。
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東風汽車研發(fā)總院先行技術研究院(籌)固態(tài)電池室負責人張薇在做電池試驗。
全鏈路自主研發(fā)
核心技術100%國產
實驗室造出一小塊樣品不難,想要大批量裝在車上,才是最難的一關。
固態(tài)電解質是硬質固體,沒法像液體電解液一樣填滿電芯縫隙。電極和固體材料有空隙,電流通行阻力就會變大。內阻一高,就會帶來充電慢、發(fā)熱高、耗電等一連串麻煩,整車的溫控、電控全都要重新設計。
立足整車落地需求,東風研發(fā)團隊對癥下藥,優(yōu)化電芯與電解液接觸界面,最大程度降低內阻,讓電流傳輸更順暢。同時搭配定向泄壓排氣、熱電分離、新型隔熱材料等多項技術,逐個破解量產堵點。
2019年,東風完成第一代固態(tài)電池系統(tǒng)開發(fā);2021年12月,拿下國內首張固態(tài)電池乘用車公告,隨即投放50臺示范運營車輛,至今已累計安全行駛里程突破320萬公里。
2025年6月,東風固態(tài)電池試驗室建成投用,0.2GWh固態(tài)電池中試線建成并投產。至此,東風建成了集“試驗室-試制線-中試線”于一體的固態(tài)電池研發(fā)生產基地,打通了從技術到量產的完整鏈路。
“從電極、固態(tài)電解質到電池整包集成,所有關鍵技術全是我們自主攻關,自研率100%,350Wh/kg固態(tài)電池已經穩(wěn)定批量生產。” 張薇說。
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東風固態(tài)電池中試線正在生產。
漠河極寒實測
零下30℃續(xù)航依舊能打
年初,搭載350Wh/kg固態(tài)電池的東風奕派試驗車奔赴漠河,直面極寒考驗,做完70余項嚴苛測試。
張薇介紹,東風固態(tài)電池低溫性能提升超10%,零下30℃極寒環(huán)境,剩余電量仍能保留74%以上;滿電續(xù)航超1000公里,這意味著從北京去往上海,中途只補一次電就夠。
在安全性能上,這款電池扛住170℃高溫烘烤,遠超國標130℃的測試標準。整套電池包比傳統(tǒng)鋰電池輕30%,真正實現續(xù)航大幅提升、電量加量不加重。
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2026年初,東風固態(tài)電池樣車在漠河開展寒區(qū)標定測試。
眼下,國內車企、電池大廠都在扎堆攻堅固態(tài)電池。
廣汽建成國內首條大容量全固態(tài)電池中試產線,計劃2026年搭載昊鉑車型落地;寧德時代聚焦硫化物路線,500Wh/kg電池實現實驗室突破,預計2027年小批量量產;一汽紅旗抱團央企攻關,完成全固態(tài)電池包樣車試制,瞄準2027年底量產裝車。
為加快技術產業(yè)化,今年5月8日,東風汽車牽頭,聯合武漢大學、華中科技大學等共計18家校企單位,成立湖北省固態(tài)電池產業(yè)技術創(chuàng)新聯合體,為東風固態(tài)電池技術迭代、量產落地、生態(tài)構建提供全方位支撐。
目前,研發(fā)團隊已經開啟新目標,全力攻關快充型固態(tài)電池和更高能量密度車規(guī)級新型電池技術。按照規(guī)劃,2027年東風下一代高比能電池將裝車,持續(xù)刷新新能源車續(xù)航與安全上限。
來源丨湖北日報
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