在全球能源革命的浪潮中,固态电池正以“下一代电池技术皇冠上的明珠”之姿,掀起动力电池产业的颠覆性变革。
作为解决传统液态锂离子电池“能量密度天花板”“安全隐患”“宽温服役性能短板”三大核心痛点的高阶方案,固态电池的研发进展,不仅是电池企业技术实力的试金石,更是国家能源战略落地、新兴市场竞争力的关键。
其中,作为目前炙手可热的新兴赛道,航空电动化已成为构建城市立体交通网络的重要发展方向。同时,电动航空器对动力电池系统提出了小且轻,并满足高安全、长续航、耐高/低温的极致要求,这也催生了电池企业对高比能、高安全、宽温域固态电池的研发。
5月15日,在CIBF2025展会期间,聚圣科技发布其超高比能原位固态一体化软包电池——聚圣•固能1号,在电芯层级实现高安全、高比能、高倍率、长寿命、宽温域和低成本这六个维度的突破。
(图为聚圣科技联合创始人、首席科学家韦伟峰)
聚圣•固能1号电芯六维突破
据聚圣科技联合创始人、首席科学家韦伟峰介绍,聚圣•固能1号电芯能量密度高达400Wh/kg、循环寿命超1000次,支持4C快充、-40~100℃环境下正常工作,并通过5mm针刺试验,且实现低成本。
具体来看,聚圣•固能1号单体电芯能量密度高达400Wh/kg,系统能量密度可达320Wh/kg,这意味着在相同的重量下,该款电芯能够存储更多的电量,可以为航空器提供更强劲的续航能力。
循环寿命方面,韦伟峰介绍道,该款电芯超1000次的循环寿命,这不仅降低了航空器更换电池的频率和成本,同时提高了电池系统的稳定性和可靠性,从而降低总体运营成本。
快充能力是先进电池技术的重要指标之一,该款电芯支持4C快充,则能够在更短的时间内为航空器补能,大幅节省充电时间,提高航空器运营效率。
工作温域方面,据韦伟峰介绍,该款电池能够在-40~100℃的超宽温度范围内正常工作,可以有效缓解电池在极端温度下性能下降,甚至无法工作的痛点。
安全性一直是电池技术发展中备受关注的话题,聚圣•固能1号通过了5mm针刺试验,意味着该电池在安全性能方面满足行业高标准要求。
尤其值得一提的是,聚圣•固能1号通过其一系列自研的材料技术,不断缩小其固态与目前液态锂电池的成本差距,这也为固态电池从实验室走向商业化提供了关键突破口,技术代际更替的窗口正在被加速打开。
聚圣•固能1号电芯高性能背后技术揭秘
聚圣•固能1号电芯之所以能够有上述高性能的表现,离不开其创新的一系列先进技术。
据了解,原位固态化电解质技术是其中的关键技术之一。该技术包括高交联互穿型聚合物骨架技术,并结合其独特的界面设计,可以增强电解质的结构稳定性,电压稳定窗口提升至>5V;同时使离子电导率>5mS/cm,大幅提高电池内部的离子传输效率,进而提升电池的整体电化学性能。
高倍率富锂锰基正极材料技术也是其第二个技术亮点。据韦伟峰介绍,这一技术可以使正极克容量>260mAh/g,压实密度可达3.3g/cm3,倍率性能最高达到10C。
同时,高容量预锂化硅负极材料技术同样功不可没,它可以使负极克容量>1800mAh/g,且体积膨胀减少30%。
业界周知,硅基负极材料虽然具有较高的理论克容量,但在充放电过程中容易发生较大的体积膨胀,而导致材料结构被破坏,进而影响电池的循环寿命和稳定性。而据韦伟峰介绍,聚圣•固能1号电芯的这一负极创新技术则可以有效解决该问题,这也使新型硅基负极材料能够更好地应用于实际固态电池的生产中。
由此,在上述三大材料技术加持下,结合其独特的界面设计等多层级创新,聚圣科技最终研发并推出其原位固态一体化电池——固能1号。
聚圣科技固态电池产业化布局
作为一家电芯“新势力”企业,聚圣科技携其发布的固能1号,在CIBF2025上获得业界多方关注。市场方面,聚圣科技联合创始人、首席科学家韦伟峰表示,聚圣•固能1号的目标市场主要是低空经济领域的电动航空市场,充分发挥其高安全、高比能、高倍率、长寿命、宽温域和低成本的优势。
业务整体布局方面,据韦伟峰透露,聚圣科技已规划航空动力、大动力(乘用车用动力电池)和小动力(机器人、两轮车用动力电池)三大业务板块。
对于固态电池在不同应用市场的前景,韦伟峰指出,超高能量密度固态锂离子电池目前不太可能应用于电动两轮车市场,因为该市场对价格比较敏感,固态电池尚不具备竞争优势,但在高安全、长续航的市场需求驱动下,未来亦有应用可能。
随着制造成本的不断降低,以及对安全性、能量密度的更高追求,固态电池未来在乘用车市场有望进一步提高渗透率。
其中,凭借低成本优势,韦伟峰尤其看好富锂锰基正极材料的市场发展空间,这也是聚圣科技持续迭代其富锂锰基正极材料的主要原因之一。
固态电池产业化方面,聚圣科技有其独到的策略。据韦伟峰介绍,聚圣科技固态电池的正极、负极、电解质,通过采买部分基础材料,再进行自行改造、加工的方式,不仅可以降低电池主材的制造成本,而且将核心材料创新技术掌握在自己手中,提高了自身产品的产业化话语权。同时,这也是聚圣科技能够在正极、负极、电解质等多种主材上同时实现突破的基础。
据韦伟峰介绍,聚圣科技原位固态一体化软包电池产品所采用的“聚圣固能技术”,其专利达81项。
固态电池迭代规划方面,韦伟峰表示,聚圣科技坚持量产一代、研发一代、储备一代的模式。聚圣科技第一代固态电池已于2025年开始量产交付,这次发布的400Wh/kg固能1号也将于2026年批量生产销售,其下一代全固态锂金属电池也在研发中,瞄准双500指标(500Wh/kg能量密度和500周循环寿命)。
随着固态电池被纳入国家发展战略,我们正在见证一场深刻的电池变革,而聚圣科技以“六维突破”的技术创新,为这场变革提供了其特有的创新解决方案。
此外,当前固态电池虽已成为行业焦点,但仍受制于规模化量产瓶颈。值得关注的是,韦伟峰在“电动航空及下一代电池技术(CIBF2025深圳)交流会”上,同步深度解读了“为什么原位固态一体化技术是高性能固态电池的规模化量产路径”的问题。
展望未来,固态电池的“黄金时代”刚刚开始。
