“固液混合電池，同時含有液態(tài)電解液和固態(tài)電解質(zhì)，是目前兼顧性能、經(jīng)濟(jì)性和制造可行性的務(wù)實選擇。”日前，在第十屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2025)上，中汽新能電池科技有限公司先進(jìn)技術(shù)開發(fā)主任黃鈴表示，介于液態(tài)和全固態(tài)之間的固液混合電池，未來3~5年將迎來商業(yè)化的關(guān)鍵窗口期。

　　今年2月，中汽新能(前身為力神電池動力和儲能板塊)完成中央企業(yè)專業(yè)化整合，成為中國一汽控股，東風(fēng)汽車、長安汽車參股的央企二級單位，7月該公司完成工商變更，標(biāo)志著中汽新能煥新啟航。

　　作為央企體系內(nèi)唯一的動力電池企業(yè)，中汽新能肩負(fù)著產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和科技創(chuàng)新的重要使命，致力于提供高性能、高安全的動力/儲能電池產(chǎn)品及能源解決方案，推動全球交通電動化和能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。

　　在前沿技術(shù)領(lǐng)域，中汽新能已經(jīng)在固液混合、全固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)行了全面布局，其固液混合電池已經(jīng)在eVTOL、飛行汽車等領(lǐng)域開展驗證。

01

固液混合產(chǎn)業(yè)化路徑清晰

中汽新能實現(xiàn)多項技術(shù)突破

　　隨著中國新能源汽車新車滲透率已經(jīng)接近50%，全球主流車企都在加碼高端新能源乘用車的研發(fā)投入，1000+公里超長續(xù)航，超快充補(bǔ)能和極致的安全性，正在成為高端新能源車的標(biāo)配。

　　與此同時，以eVTOL、飛行汽車為代表的低空產(chǎn)業(yè)和人形機(jī)器人等新型應(yīng)用場景，正迎來技術(shù)和政策雙輪驅(qū)動的關(guān)鍵發(fā)展階段。

　　現(xiàn)階段傳統(tǒng)液態(tài)電池，因使用有機(jī)電解液，能量密度已經(jīng)接近理論天花板。雖然全固態(tài)電池使用不易燃的固態(tài)電解質(zhì)替代有機(jī)電解液，可大幅提升電池性能和安全，但其商業(yè)化應(yīng)用面臨技術(shù)、工藝和成本等核心工程難題，業(yè)界普遍預(yù)計其還需要5～8年，甚至更久的時間才能實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

　　黃鈴表示，從性能上來看，固液混合電池對高鎳+硅體系兼容性好，能量密度可以做到400Wh/kg;如果用鋰金屬負(fù)極，能量密度可以突破500Wh/kg;

　　安全表現(xiàn)上，固液混合電池因使用了具有本征安全的固態(tài)電解質(zhì)，起到物理阻隔、抑制熱蔓延的作用，可提升電池的安全性能;

　　制造可行性上看，固液混合電池制造工藝、生產(chǎn)設(shè)備與現(xiàn)有液態(tài)電池兼容性高，可快速量產(chǎn)落地;

　　從經(jīng)濟(jì)性來看，一方面因現(xiàn)有工藝路線、設(shè)備大部分適用，另一方面原材料供應(yīng)鏈，也與當(dāng)前主流液態(tài)電池有高度重合，所以固液混合電池生產(chǎn)成本可控。

　　據(jù)黃鈴介紹，近年來中汽新能積極布局固液混合電池，在高鎳正極、硅碳負(fù)極、高安全隔膜和固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)等環(huán)節(jié)，均取得突破進(jìn)展，該公司基于新型材料和技術(shù)，在開發(fā)高比能、高倍率、長循環(huán)、真安全的固液混合電池上，已經(jīng)有了豐富的技術(shù)積累。

　　其中，在正極材料方面，中汽新能開發(fā)了改性超高鎳正極技術(shù)，高鎳正極通過體相摻雜、一次顆粒徑向分布，可提升材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;通過表面納米級固態(tài)電解質(zhì)修飾等技術(shù)，可延遲正極材料的相變過程，抑制層狀正極氧的釋放，提高正極材料的熱穩(wěn)定性和電池的安全性。

　　據(jù)黃鈴介紹，基于上述技術(shù)創(chuàng)新，超高鎳正極DSC熱分解溫度有明顯提升，且放熱功率也下降約13%。

　　在負(fù)極方面，中汽新能則通過碳骨架改性，實現(xiàn)電子、離子雙重導(dǎo)通，以及硅材料改性和低膨脹多孔硅碳技術(shù)，從而可提升電池循環(huán)和倍率。此外，隨著CVD技術(shù)逐漸成熟，中汽新能還通過快充石墨與多孔硅碳匹配技術(shù)，實現(xiàn)5C倍放容量保持率提升14%。

　　隔膜技術(shù)方面，中汽新能目前開發(fā)了固態(tài)電解質(zhì)涂層和PI涂層，這兩類隔膜技術(shù)都可以大幅提升隔膜的耐熱溫度，進(jìn)而提升電池的安全性能。

　　在固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)進(jìn)展上，黃鈴表示，硫化物和鹵化物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率都比較高，但是存在化學(xué)穩(wěn)定性差，需要在惰性氣氛中制備的缺點，目前業(yè)界將這類電解質(zhì)主要用在全固態(tài)電池技術(shù)中。“氧化物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率在10？3S cm？1量級，同時化學(xué)穩(wěn)定性好，可在空氣中制備，適合固液混合電池;此外，聚合物電解質(zhì)目前離子電導(dǎo)率偏低，但特性接近液態(tài)，可以與電解液形成凝膠電解質(zhì)。”

02

規(guī)劃多代固液混合電池產(chǎn)品

已量產(chǎn)配套eVTOL、飛行汽車

　　基于對固液混合電池未來應(yīng)用場景的深刻研判，以及在電池材料和固液技術(shù)領(lǐng)域的突破，中汽新能在量產(chǎn)和配套上已經(jīng)走在行業(yè)前列。

　　黃鈴表示，現(xiàn)階段中汽新能固液混合電池主要聚焦在eVTOL和高端新能源汽車等場景，已經(jīng)開發(fā)了兼具高能量密度和高功率的固液混合電池產(chǎn)品;同時也可以根據(jù)客戶需求，開發(fā)定制化產(chǎn)品。

　　據(jù)黃鈴介紹，目前中汽新能已經(jīng)規(guī)劃了五代固液混合電池產(chǎn)品，其中第一代已經(jīng)量產(chǎn)交付，第二代產(chǎn)品已開始小批量出貨。

　　其中，中汽新能第一代固液混合電池，電芯能量密度達(dá)到325Wh/kg，具備3C持續(xù)放電，6C脈沖放電能力，可以滿足兩噸級eVTOL起飛、降落和飛行等各項工況需求。

　　“公司第一代固液混合電池，已經(jīng)在eVTOL和飛行汽車領(lǐng)域得到了產(chǎn)業(yè)化驗證。”黃鈴?fù)嘎叮吧虾Ｒ豢蛻舻膹?fù)合翼eVTOL，搭載公司的(固液混合電池)產(chǎn)品，在單次充電狀態(tài)下，順利完成了250.3km的飛行，刷新了全球兩噸級eVTOL航程紀(jì)錄。”

　　此外，在飛行汽車上，中汽新能為某車企配套的固液混合電池，也已完成飛行艙在底盤的精準(zhǔn)起飛和降落。

　　中汽新能第二代固液混合電池，能量密度達(dá)到了350Wh/kg，持續(xù)放電能力提升至5C，并通過了160℃熱箱安全測試，循環(huán)壽命達(dá)到了1500次。“我們已經(jīng)小批量給客戶送樣，客戶反饋第二代產(chǎn)品在電動航空領(lǐng)域，具備非常強(qiáng)的競爭力。”黃鈴表示。

　　據(jù)悉，中汽新能第三代固液混合電池，能量密度將達(dá)到370Wh/kg，具備3C持續(xù)放電能力，可以支持純電動乘用車?yán)m(xù)航輕松突破1000公里續(xù)航，相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計將在2026年左右落地。

　　中汽新能第四代固液混合電池，能量密度將進(jìn)一步突破400Wh/kg，同時可以通過160℃的熱箱測試，循環(huán)壽命也可超1000次;第五代固液混合電池，能量密度預(yù)計在450-500Wh/kg區(qū)間。

　　黃鈴表示，固液混合電池未來將在高端新能源汽車，以及電動航空領(lǐng)域，展現(xiàn)出巨大競爭優(yōu)勢及市場潛力，“在高端乘用車領(lǐng)域，中汽新能正積極聯(lián)合全行業(yè)，推動固液混合電池共性技術(shù)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化的工作。”

　　“同時，未來3-5年，固液混合電池將在電動航空領(lǐng)域，率先實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。”黃鈴補(bǔ)充道。

　　寫在最后>>>

　　今年，從電池中國與動力電池應(yīng)用分會圍繞固態(tài)電池的實地調(diào)研反饋來看，包括初創(chuàng)企業(yè)、傳統(tǒng)鋰電巨頭，以及材料企業(yè)，多普遍認(rèn)為，隨著固液混合電池展現(xiàn)出來的優(yōu)異性能和高安全性，以及其在原材料供應(yīng)鏈、裝備工藝環(huán)節(jié)的高兼容性，固液混合電池在多個場景有望大規(guī)模應(yīng)用。

　　同時，行業(yè)對于固液混合電池的認(rèn)知也在發(fā)生改變：其并非是液態(tài)電池向全固態(tài)電池過渡的“中間品”，更有望在未來電池產(chǎn)業(yè)中，與傳統(tǒng)液態(tài)電池、全固態(tài)電池長期并存、協(xié)同互補(bǔ)，甚至有望成為主流技術(shù)路線。

　　作為唯一由央企控股的動力電池企業(yè)，中汽新能構(gòu)建了液態(tài)電池、固液混合電池、全固態(tài)電池并行發(fā)展的多元化技術(shù)路線。其中，該公司在固液混合電池的前瞻布局與產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，成為其在新一代電池技術(shù)角逐及市場版圖擴(kuò)張中的關(guān)鍵發(fā)力點，有望形成差異化競爭優(yōu)勢，增強(qiáng)其在下一代電池技術(shù)中的主動權(quán)和市場競爭力。