在新能源汽車發(fā)展歷程中，梅賽德斯 - 奔馳與Factorial Energy合作研發(fā)并首次應(yīng)用于量產(chǎn)車平臺的鋰金屬陽極固態(tài)電池，無疑是一個具有里程碑意義的事件。下面我們深入剖析這項技術(shù)。
核心技術(shù)原理及特性
1.1 獨(dú)特電極與電解質(zhì)組合
這款固態(tài)電池采用鋰金屬陽極取代傳統(tǒng)石墨陽極，配合硫化物基固態(tài)電解質(zhì)。鋰金屬陽極具有極高的理論比容量，能夠存儲更多能量 ，這是其能量密度大幅提升的關(guān)鍵因素之一。硫化物基固態(tài)電解質(zhì)則在保證離子傳導(dǎo)的同時，克服了液態(tài)電解液的諸多弊端。
從能量密度來看，達(dá)到450Wh/kg，相較于現(xiàn)有的鋰離子電池提升了約40%-80%。高能量密度直接反映在車輛續(xù)航上，搭載該電池的EQS原型車在WLTP工況下續(xù)航突破1000公里，相比現(xiàn)款車型續(xù)航提升25%-80%。
1.2 卓越的安全與穩(wěn)定性能
傳統(tǒng)鋰離子電池使用的液態(tài)電解液具有易燃性，是熱失控風(fēng)險的主要來源之一。固態(tài)電解質(zhì)的應(yīng)用，從根本上消除了這一隱患，大幅降低熱失控風(fēng)險。此外，通過氣動執(zhí)行器控制電芯體積變化，有效提升了電池的循環(huán)穩(wěn)定性，保證在充放電過程中電池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和性能的一致性。
1.3 輕量化與高效溫控
電池組重量減輕40%，體積減少33%，這對于整車的能效提升和操控性優(yōu)化有著極大的幫助。并且該電池?zé)o需復(fù)雜冷卻系統(tǒng)即可在90℃高溫下穩(wěn)定運(yùn)行，適應(yīng)極端氣候條件，降低了電池系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。
技術(shù)研發(fā)與量產(chǎn)進(jìn)程
在研發(fā)進(jìn)程上，2024年7月完成B樣測試，這意味著電池在關(guān)鍵性能指標(biāo)和設(shè)計驗證上達(dá)到了一定標(biāo)準(zhǔn)。2025年2月啟動道路測試，這是將實(shí)驗室技術(shù)向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重要一步，通過道路測試可以全面檢驗電池在實(shí)際使用場景下的性能表現(xiàn)。按照計劃，2030年前實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，表明技術(shù)成熟度正逐步接近商業(yè)化要求。
面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略
3.1 量產(chǎn)成本居高不下
目前固態(tài)電池成本高昂，主要原因在于鋰金屬加工工藝復(fù)雜，對生產(chǎn)設(shè)備和工藝要求極高；硫化物電解質(zhì)穩(wěn)定性要求高，在制備和使用過程中需要嚴(yán)格控制環(huán)境條件。為了解決成本問題，F(xiàn)actorial采用“干涂層”技術(shù)等工藝優(yōu)化手段，同時加強(qiáng)供應(yīng)鏈協(xié)同，從原材料采購到生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)降低成本。
3.2 技術(shù)迭代的方向
此次合作采用的是“半固態(tài)”過渡方案，如凝膠電解質(zhì)。雖然這種方案在一定程度上結(jié)合了液態(tài)和固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)，但未來仍需向全固態(tài)電池演進(jìn)，以充分發(fā)揮固態(tài)電池的潛力。此外，電池回收技術(shù)需要同步發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用；快充技術(shù)也需要進(jìn)一步完善，以滿足用戶對快速充電的需求。
總結(jié)
梅賽德斯-奔馳與Factorial Energy的合作不僅是技術(shù)突破，更是新能源汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的催化劑。若固態(tài)電池在2030年順利量產(chǎn)，將重塑動力電池市場格局，推動電動車向高效、安全、低成本方向迭代。對于企業(yè)而言，需抓住技術(shù)窗口期，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈整合；對投資者而言，關(guān)注固態(tài)電池材料、設(shè)備及頭部車企的協(xié)同創(chuàng)新，將是未來十年的關(guān)鍵機(jī)遇。