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乘着能源转型的时代巨潮，中国在诸多领域从一个后来者变成领头羊。特别是最近几年，新能源产业的发展速度令人叹为观止。这背后离不开电池技术的不断创新。继首创CTP技术、钠离子电池、M3P和麒麟电池之后，4月19日，宁德时代再次点亮新的科技树——凝聚态电池。
(资料图片)
这不仅是一项酝酿已久的重大创新，更是一次面向未来、充分满足电动化全方位要求的里程碑式突破。
新能源的“凝聚态时刻”，意味着什么？
01
揭秘“凝聚态”：不是半固态电池，也不是过渡产品
1、凝聚态电池的起源
电池技术的不断进步带来续航里程和充电效率得到显著提升，过去10年来，动力电池能量密度提升了2-3倍，乘用车续航里程从最开始100多公里到如今突破1000公里。从出租车到短距离配送货车、城市公交，再到重卡等应用场景，我们看到电气化深化的趋势已愈演愈烈。
经过一轮高速发展期，从实际电池技术发展情况看，锂离子电池能量密度的提升速度开始放缓并接近理论极限，常规的电池升级路线面临技术和制造工艺层面的重大考验。而追求高续航、高能量密度仍是行业大趋势，要实现全面电动化和碳中和目标，没有捷径可言，产业界必须找到更先进的电化学材料体系，实现更高能量密度的突破。
然而，高能量密度和安全性往往是鱼和熊掌不可兼得。这是因为电池的能量密度越高，其材料体系就越活跃，对电池的安全性提出更苛刻的要求。这也是一直制约着电池技术突破天花板的核心症结。从业人员时常会陷入自我怀疑，锂电池商业化至今三十多年，电池技术会陷入研发和创新升级的长期瓶颈期吗？
有没有既要又要的解决方案，找到高能量密度和高安全之间的精妙平衡点？答案就藏在宁德时代的凝聚态电池里。
2、凝聚态电池的核心技术
作为长期跟踪新能源发展的研究机构，我们第一次听到凝聚态电池就倍感振奋。
最早宁德时代公开表示研究凝聚态电池是在去年6月，当时宁德时代董事长曾毓群在重庆车展上透露，“除全固态电池、半固态电池，包括大家没有听过的凝聚态电池，宁德时代都在搞。”经过不到一年的等待，我们终于看到凝聚态电池在上海车展首次揭开神秘的面纱。
最为关注的指标，毫无疑问就是能量密度。凝聚态电池的主要优点之一是高能量密度，其单体能量密度高达500Wh/kg，打破了目前主流材料体系的天花板。500Wh/kg是什么概念？相当于松下2170圆柱电池的近两倍，刀片电池的近三倍。
凝聚态电池的发布，标志着电池领域的产业创新，显然没有进入瓶颈期。
第二大关注的指标，自然就是安全性。这么高的能量密度，如何确保电池安全成为核心看点。前文提到电池的能量密度越高，其材料体系就越活跃，安全性难以保障。凝聚态电池能否突破这个跷跷板效应？相信大家和我们一样都想一探究竟。
具体而言，宁德时代针对超高比能化学材料的电化学反应变化，采用了高动力仿生凝聚态电解质。也就是说，宁德时代的凝聚态电池内部不是传统意义的液态电解液，而是升级为凝聚态电解质。
相比液态电解质，凝聚态电解质不易燃、零挥发，显著提升了电池的热稳定性。
当然，光靠改变电解质来实现高能量密度是远远不够的。正如宁德时代首席科学家吴凯所言，“电池有一个特点，它有N个性能指标，但之间都是强耦合，一个性能指标提高了，往往其他数额性的指标会下降。”
宁德时代的创新在于通过构建微米级别自适应网状结构调节链间相互作用力，在增强微观结构稳定性的同时，提高电池动力学性能，提升锂离子运输效率。
在电化学中，电池的安全性能和正负极材料的能量密度是强相关的。凝聚态电池显著提升了电池的安全性能，并可在保证高比能的情况下还具备高安全性。目前已开发了6系到9系的凝聚态电池，可以做到电芯解体的情况下也不起火不爆炸。
更重要的是，凝聚态电池还聚合了高比能正极、新型负极、隔离膜等一系列创新技术，而不是大家想象中的半固态电池概念。最终，凝聚态电池在实现高能量密度的同时又具备高安全性和优秀的充放电性能。
简单来说，就是改了配方，改了结构，还适配了制造工艺。
透过凝聚态电池的创新，我们看到一个趋势，就是电池的高端化。正所谓“好马配好鞍”，新能源车的高端化升级趋势，首先带来的就是长续航、高性能动力电池的需求。
根据发布会透露，凝聚态电池的车规级版本将在今年内具备量产能力。也就是说，年内有望见到凝聚态电池量产车型落地，助力新能源车企的高端化之路再上新台阶。
总结而言，宁德时代凝聚态电池的问世，突破了长期以来限制电池行业发展的天花板，将激活以高安全和轻量化为核心诉求的全新电动场景。目前，宁德时代甚至正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发，执行航空级的标准与测试，满足航空级的安全与质量要求。
可能不仅仅是一款创新的电池这么简单，凝聚态电池作为宁德时代创新体系的最新成果，也是其开启下一轮创新节奏、实现零碳战略的里程碑。
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