“充电10分钟、续航1000公里”——这一曾被视作实验室“极限目标”的全固态金属锂电池,正加速走出论文、走向产业。记者今天从中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称“青岛能源所”)获悉,该所固态电池团队联合宁德时代新能源科技、山东能源集团,在“全固态金属锂电池界面稳定性”这一世界性难题上取得决定性突破:基于“界面应力自释放”新架构的30 Ah级电芯实现1000次循环容量保持率≥90%,且顺利通过针刺、热箱、150 ℃热失控等严苛安全测试,核心指标首次全面满足《新能源汽车产业发展规划(2025)》对高比能、高安全电池的量产门槛。业内专家认为,此举标志着中国成为全球首个具备全固态金属锂电池“材料—电芯—系统”全链条产业化能力的国家,为2030年前迈入“千公里续航”时代奠定技术基础。
破解“界面之困”——从0到1的关键一跃
金属锂负极理论比容量高达3860 mAh g,被公认为二次电池的“终极材料”,但其与固态电解质界面(SSE)应力开裂、锂枝晶穿透、界面阻抗激增“三大顽疾”长期制约产业化。青岛能源所崔光磊研究员介绍,团队历时6年,原创提出“应力自释放3D界面”新构型:在负极侧引入厚度仅80 nm的“柔性–刚性梯度锂合金层”,可在充放电体积变化(>300%)下原位伸缩,将界面应力降低62%;同时,通过“原位电化学—机械耦合”策略,诱导锂均匀沉积,实现无枝晶致密生长。该成果于今年5月发表于《自然·能源》,被审稿人评价为“解锁全固态电池循环寿命瓶颈的里程碑式工作”。
30 Ah电芯下线——从1到100的产业化冲刺
在实验室技术基础上,合作方宁德时代于2024年8月在福建宁德启动全球首条“全固态金属锂电池中试线”,采用连续化卷对卷(roll-to-roll)工艺,实现20 cm宽金属锂负极、50 μm超薄硫化物电解质膜一次成卷,良品率>91%。此次下线的30 Ah软包电芯重量能量密度达520 Wh kg、体积能量密度1100 Wh L,均刷新全球纪录;更为关键的是,电芯在1 C/1 C、25 ℃工况下循环1000次后容量保持率仍高达90.3%,首次将“实验室寿命”复制到量产级产品。崔光磊透露,团队已同步完成120 kWh电池包(含CTP 3.0集成)样件,搭载于某新势力轿车,实测CLTC续航突破1000 km,-30 ℃低温容量保持率≥85%,且支持10分钟快充至80%。
安全+资源“双保险”——让“终极电池”不再高冷
安全方面,新电芯在针刺测试中表面温升仅6 ℃,150 ℃热箱30分钟无起火无爆炸;加速量热(ARC)测试显示,热失控触发温度提高至220 ℃,较传统三元电池提升70 ℃。资源方面,硫化物电解质核心元素硫、磷、锗中国储量占比均居世界前列,山东能源集团已配套建成年产2000吨硫化物电解质基地,成本降至$22 kg,仅为海外同类产品的30%,彻底打破“固态电池=贵金属高成本”的刻板印象。
2026年上车,2028年放量——“中国方案”时间表出炉
宁德时代首席科学家吴凯在同期发布会上给出明确时间表:2025 Q4完成车规级全固态电池A样验证;2026 H2率先在高端车型小批量上车(≥50 kWh包);2028年全面放量,目标产能10 GWh,单车续航普遍突破1000 km,成本≤0.6元 Wh。国家工信部装备工业一司副司长郭守刚表示,下一步将联合科技部设立“全固态电池国家制造业创新中心”,在标准体系、回收路线、知识产权三大领域加速布局,确保“中国方案”在全球竞跑中持续领跑。
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