太藍(lán)，計(jì)劃將動(dòng)力電池里的那層隔膜去掉了！

在熱鬧但神秘的固態(tài)電池圈，最近太藍(lán)的這一技術(shù)發(fā)布，絕對(duì)稱得上是爆炸性的消息，將湖水深處的“暗流涌動(dòng)”激發(fā)成“驚濤駭浪”。

01.

邁出，與液態(tài)電池并駕齊驅(qū)的一大步

11月7日，太藍(lán)新能源與長(zhǎng)安汽車在重慶聯(lián)合舉辦“無(wú)隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)布會(huì)”。

單單這一句話，就涵蓋三個(gè)重點(diǎn)。

一、 重點(diǎn)一，太藍(lán)新能源 ，國(guó)內(nèi)最早研發(fā)固態(tài)電池的公司之一，也是率先實(shí)現(xiàn)半固態(tài)小動(dòng)力電池量產(chǎn)出貨的公司之一。也就決定了，他們對(duì)固態(tài)電池的研究和應(yīng)用的現(xiàn)狀及趨勢(shì)都了如指掌。

二、 重點(diǎn)二，長(zhǎng)安汽車 ，主機(jī)廠界三大央企之一，加快推進(jìn)電池、電驅(qū)動(dòng)等核心技術(shù)的應(yīng)用和自研，并且積極布局、培育下一輪競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此次，他們與太藍(lán)結(jié)成固態(tài)電池研發(fā)制造與量產(chǎn)應(yīng)用并行的戰(zhàn)友，驗(yàn)證從液態(tài)電池到半固態(tài)電池再到全固態(tài)電池的每一步。

三、 重點(diǎn)三，無(wú)隔膜固態(tài)電池 ，是液態(tài)電池固態(tài)化的第一步，也是三十年來(lái)鋰電池技術(shù)演進(jìn)從量變到質(zhì)變的一大步。

02.

減薄，固態(tài)電解質(zhì)層不到隔膜的一半

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，無(wú)隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù)，減掉隔膜，并在正負(fù)極極片表面導(dǎo)入高致密復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)層。

那么，太藍(lán)和長(zhǎng)安是怎么去隔膜的呢？

從材料和工藝兩點(diǎn)來(lái)下功夫 ，這也是這款無(wú)隔膜固態(tài)電池最不一樣之處。

首先，該款無(wú)隔膜固態(tài)電池的電解質(zhì)材料是 氧化物與聚合物的復(fù)合電解質(zhì)，由太藍(lán)董事長(zhǎng)&CTO高翔親自帶隊(duì)開(kāi)發(fā)而成 ，兼具氧化物的穩(wěn)定性與聚合物的優(yōu)良界面接觸優(yōu)勢(shì)。

其次，固態(tài)電解質(zhì)膜的制備工藝—— 原位亞微米工業(yè)制膜（ISFD）技術(shù)，為太藍(lán)全球獨(dú)創(chuàng)。

目前，固態(tài)電解質(zhì)膜的形態(tài)大概分為三類，原位固化、隔膜涂敷、正負(fù)極涂敷。原位固化適用于聚合物電解質(zhì)，因它與正負(fù)極活性材料物理接觸較好。而太藍(lán)的ISFD技術(shù)適合復(fù)合電解質(zhì)，制備得到的極片能夠增加固態(tài)電解質(zhì)與電池極片間的有效接觸面積，提升鋰離子傳輸速率，改善固-固接觸的問(wèn)題、構(gòu)建穩(wěn)定的固態(tài)界面，通過(guò)極片復(fù)合和界面柔化技術(shù)實(shí)現(xiàn)在極片上導(dǎo)入超薄、連續(xù)、致密的固態(tài)電解質(zhì)層，制備固態(tài)電池，實(shí)現(xiàn)無(wú)隔膜化，提升固態(tài)電池的電化學(xué)性能和安全性。

NE時(shí)代查詢了太藍(lán)的專利，發(fā)現(xiàn)太藍(lán)已經(jīng)申報(bào)了等離子體、超聲、靜電、旋轉(zhuǎn)霧化等多種基于物理噴涂的極片制備方法，提升涂層的穩(wěn)定性和界面的相容性。

最最重要的結(jié)果，固態(tài)電解質(zhì)層超薄，不到3μm，大大低于常規(guī)隔膜的7μm /9μm。 這使得即便在使用同種固態(tài)電解質(zhì)材料和一樣的離子傳導(dǎo)速率下，鋰離子在正負(fù)極之間的傳輸路程大幅降低，因而快速充放電時(shí)間大幅降低、顯著提升了電池的倍率性能和功率性能。

03.

無(wú)隔膜，很安全

隔膜，主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開(kāi)來(lái)，防止正負(fù)極接觸而短路。

在液態(tài)鋰電池中，隔膜是必須的，但不夠安全。

傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池使用PE、PP材質(zhì)的隔膜，這種材質(zhì)的隔膜，100℃以上高溫下就易收縮甚至融化，易造成正負(fù)極短路，大量發(fā)熱，引發(fā)電解液燃燒和電極材料熱分解，進(jìn)而導(dǎo)致電池起火或爆炸。

為增強(qiáng)隔膜的耐熱性，業(yè)界已開(kāi)展廣泛研究并實(shí)施多項(xiàng)改進(jìn)措施，包括在隔膜表面涂覆氧化鋁、勃姆石等無(wú)機(jī)耐熱材料以及芳綸等有機(jī)高熔點(diǎn)材料。這些措施雖然在一定程度上提高了隔膜的耐熱能力，但當(dāng)電池溫度升至150°C以上時(shí)，隔膜本體的大幅收縮仍難以遏制。行業(yè)為解決安全問(wèn)題，常常通過(guò)增加大量防護(hù)措施，比如在PACK層面，增加氣凝膠、增加云母片、增加液冷系統(tǒng)、增加高強(qiáng)度殼體……過(guò)度堆砌不僅大幅增加成本，增加系統(tǒng)復(fù)雜性，而且這些措施都無(wú)法從根本上解決由隔膜特性引起的鋰電池安全問(wèn)題。

但在半固態(tài)電池和全固態(tài)電池中，隔膜卻不是必須的，仍能確保安全性。

因?yàn)椋泄虘B(tài)電解質(zhì)層的存在。

固態(tài)電解質(zhì)層完全不燃燒，在保證高鋰離子傳導(dǎo)能力的同時(shí)，又兼顧提供優(yōu)異的耐熱性。這種固態(tài)電解質(zhì)層還具有相當(dāng)?shù)捻g性和機(jī)械強(qiáng)度，有效抑制了高溫、機(jī)械力、鋰枝晶等因素誘發(fā)的熱失控，從根本上提升了電池安全等級(jí)。

這是從電池的本征安全出發(fā)的創(chuàng)新。

自然，完全無(wú)隔膜設(shè)計(jì)目前還是有極其高的技術(shù)壁壘。材料的設(shè)計(jì)、制備工藝的開(kāi)發(fā)，哪一項(xiàng)都不容易，都需要顛覆性的創(chuàng)新和大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

相比液態(tài)鋰電池，太藍(lán)無(wú)隔膜半固態(tài)電池安全性能大幅提升。在擠壓、高溫、過(guò)充等電池安全測(cè)試中遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)要求。產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)GB38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》和GB43854-2024《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》相關(guān)認(rèn)證，獲得檢驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告。

■耐擠壓方面，國(guó)標(biāo)要求擠壓形變量達(dá)到15％，電池不起火、不爆炸。而太藍(lán)無(wú)隔膜固態(tài)電池，可承受擠壓形變量達(dá)60％，耐擠壓形變能力提升300％。

■耐過(guò)充方面，國(guó)標(biāo)要求過(guò)充至4.62V（1.1 Vmax.)，電池不起火、不爆炸。而太藍(lán)無(wú)隔膜半固態(tài)電池可過(guò)充到19V，耐過(guò)充能力提升300%。

■耐高溫方面，國(guó)標(biāo)要求在130℃下保持30分鐘，電池不起火、不爆炸。而太藍(lán)無(wú)隔膜半固態(tài)NCM和LFP/LMFP電池，分別可在180℃和200℃下保持30分鐘不起火、不爆炸，耐熱溫度提升50℃和70℃。

04.

魔法，破解鋰電池的魔咒

安全性和能量密度，就像硬幣的兩面，一直是行業(yè)討論的永恒的話題。

在傳統(tǒng)液態(tài)電池中要同時(shí)兼顧幾乎是無(wú)解的。

但，在無(wú)隔膜方案中，卻是有解的。

隔膜材質(zhì)本身是不產(chǎn)生能量的，若把這層隔膜去掉，就可相對(duì)減少對(duì)能量密度的影響。當(dāng)然，這一切的前提是無(wú)隔膜也不影響安全性。

太藍(lán)的無(wú)隔膜固態(tài)電池就做到了這一點(diǎn)，在安全的大前提下減少對(duì)不產(chǎn)生能量的隔膜的依賴，在有限的空間中增加正負(fù)極活性材料的使用，提高能量密度。

不但如此， 通過(guò)去掉隔膜和減少部分電解液，太藍(lán)可實(shí)現(xiàn)原材料成本直接降低 10% 以上 。

更何況，半固態(tài)電池還可沿用90%以上原有液態(tài)鋰電池的生產(chǎn)設(shè)備。

相較于當(dāng)前的液態(tài)電池，半固態(tài)電池在安全性方面有著顯著的提升。由于這種安全性的增強(qiáng)，半固態(tài)電池能夠采用之前液態(tài)電池?zé)o法駕馭的高鎳材料，這使得半固態(tài)電池體系具備了更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 如果進(jìn)一步能夠?qū)牍虘B(tài)電池的成本控制下來(lái)，那么毫無(wú)疑問(wèn)，半固態(tài)電池將成為下一代的電池技術(shù)。

也就是說(shuō)，太藍(lán)一下子解決了液態(tài)鋰電池的安全性和能量密度不能兼顧的問(wèn)題、半固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化和商用化問(wèn)題。

太藍(lán)在發(fā)布會(huì)上闡明了量產(chǎn)時(shí)間表，無(wú)隔膜半固態(tài)電池計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)裝車驗(yàn)證，以滿足新能源電動(dòng)汽車的應(yīng)用需求；無(wú)隔膜全固態(tài)電池計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，率先應(yīng)用在部分細(xì)分專業(yè)領(lǐng)域，如低空經(jīng)濟(jì)，同時(shí)開(kāi)展新能源電動(dòng)車的整車示范性應(yīng)用。

05.

去探索，去質(zhì)疑，去證偽

太藍(lán)在去隔膜的過(guò)程中對(duì)材料的改進(jìn)和對(duì)工藝的創(chuàng)新，都是在用非常規(guī)思維對(duì)抗行業(yè)共同默認(rèn)和信奉的一些理論和模型，打破思維桎梏。

就像是在重塑世界觀一樣，因?yàn)樵械姆妒酱嬗袉?wèn)題，保留了一些開(kāi)放的思考空間，吸引到一批擁護(hù)者確立新的范式。

就像今天的“增程車”，從人人喊打到紛紛倒戈，形成一種新的范式。當(dāng)然，整個(gè)過(guò)程并不是一蹴而就的。

太藍(lán)新能源CEO李彥認(rèn)為，鋰電池行業(yè)擁有自己的范式革命——用簡(jiǎn)單對(duì)抗復(fù)雜。無(wú)隔膜，是其中的第一步。

在減材制造范式的指引下，太藍(lán)新能源顛覆性地提出 4-3-2-1 技術(shù)路線：

在目前傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的四大主材基礎(chǔ)上；

■第一步， 減掉隔膜，減掉部分電解液 ；這是太藍(lán)最先量產(chǎn)、裝車的半固態(tài)電池產(chǎn)品階段。

■第二步， 完全減掉電解液 ；這是太藍(lán)將率先應(yīng)用在部分細(xì)分專業(yè)領(lǐng)域，如低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的全固態(tài)產(chǎn)品階段。

■第三步， 減掉負(fù)極 ，只留下直接產(chǎn)生能量的活性物質(zhì)；這是未來(lái)，太藍(lán)的無(wú)負(fù)極全固態(tài)產(chǎn)品階段。

通過(guò)三步走，太藍(lán)與長(zhǎng)安攜手，去探索，去質(zhì)疑甚至去證偽。

如今行業(yè)聲音中仍然有半固態(tài)電池是偽命題的說(shuō)法，對(duì)無(wú)隔膜技術(shù)也持質(zhì)疑、反對(duì)的態(tài)度。這本身就是新范式確立的必經(jīng)階段，總要有人憑借實(shí)力和技術(shù)，去反對(duì)他人的反對(duì)，尋求新的真理。

當(dāng)下中國(guó)固態(tài)電池領(lǐng)域的參與者大致有三種類型：

第一種，是以傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池頭部企業(yè)為代表的“巨頭型”，他們憑借其在液態(tài)鋰電池領(lǐng)域積累的巨大優(yōu)勢(shì)，包括資本優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)、市場(chǎng)拓展、標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢(shì)等等，在固態(tài)電池領(lǐng)域展開(kāi)研發(fā)布局。巨大的資源優(yōu)勢(shì)當(dāng)然會(huì)助力新技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家和行業(yè)對(duì)“巨頭型”也寄予了極高的期望。但我們需要警惕“柯達(dá)與數(shù)碼”的前車之鑒，企業(yè)是追求利益最大化的組織，一但顛覆技術(shù)威脅到當(dāng)下主業(yè)的時(shí)候，企業(yè)做選擇題是非常正常的。

第二種，是以科研院所學(xué)術(shù)帶頭人為代表的“學(xué)院型”創(chuàng)業(yè)企業(yè)，是我國(guó)產(chǎn)、學(xué)、研的典范，國(guó)家和行業(yè)也對(duì)這類企業(yè)給予巨大支持，寄予了很高的期望；希望學(xué)院型企業(yè)能夠挑起技術(shù)創(chuàng)新和落地的大旗，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

第三種，就是像太藍(lán)這類，掌握關(guān)鍵技術(shù)、純粹市場(chǎng)導(dǎo)向，姑且可以稱之為“固態(tài)電池中的新勢(shì)力”，這類企業(yè)從解決當(dāng)下市場(chǎng)需求的痛點(diǎn)和關(guān)心的問(wèn)題出發(fā)，“小步快跑”，以突破性的研發(fā)成果、產(chǎn)業(yè)化速度，展現(xiàn)其不容忽視的活力和創(chuàng)造力。這也是一個(gè)新興方向的萌芽期最最寶貴的力量。

客觀上講，三種力量在行業(yè)發(fā)展初期都彌足珍貴，從國(guó)家和產(chǎn)業(yè)層面說(shuō)，我們要最大程度上確保我們?cè)谙乱淮姵丶夹g(shù)陣地具有優(yōu)勢(shì)，我們不應(yīng)該忽視任何一種力量，甚至應(yīng)該更加關(guān)注最有活力同時(shí)也是最弱小的“新勢(shì)力”。

很明顯，長(zhǎng)安關(guān)注到了太藍(lán)這類“新勢(shì)力”，太藍(lán)也積極探索固態(tài)電池的新出路，共同推動(dòng)固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，加速實(shí)用化和商業(yè)化進(jìn)程，使中國(guó)企業(yè)繼續(xù)領(lǐng)跑下一代電池技術(shù)革命。

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