宁德时代：全固态电池开始20Ah样品试制

宁德时代正在快速的突破全固态电池研发难题。

据《晚点Auto》11月6日报道，宁德时代的全固态电池研发在近期已进入20Ah样品试制阶段。一位知情人士称，宁德时代目前的方案能将三元锂电池的能量密度做到500 Wh/kg，比现有电池提升40%以上，但充电速度和循环寿命还未达预期。

这是一个重大的进展与突破。

在4月28日的CIBF2024上，宁德时代首席科学家吴凯曾表示，宁德时代目前投入研发较多的技术路线是硫化物路线，组建了一支近千人的全固态电池研发团队，并且已经建立10Ah级全固态电池验证平台。

在半年的时间里，宁德时代不仅增加了研发投入，已将全固态电池研发团队扩充至超1000人，而且迈进了20Ah试制阶段，标志着宁德时代已经进入了生产技术探索阶段，开始向着量产的方向前进。

从谨慎表态到首屈一指

根据宁德时代董事长曾毓群此前的公开发言，宁德时代在全固态电池上已经投入了7~8年的时间进行研究，据此推算研究开始的时间为2016至2017年。晚点Auto的消息显示，2016年宁德时代邀请了在美国橡树岭实验室（是全球最顶尖的材料化学实验室之一）工作10年的梁成都加入宁德时代担任研发体系联席总裁，直接带领宁德时代的硫化物全固态电池研发项目组。

但是，这个团队当时只有不到100人，且宁德时代对该团队的定位是“搞清楚最前沿的实验室和公司的技术进展，帮高层做技术决策”。甚至在去年，吴凯对外的发言还是相当谨慎的。他曾表示“如果丰田说今天能量产全固态电池，我是持怀疑态度的，目前全行业谁都不具备量产全固态电池的能力。至于到2027年能否量产，作为技术人员，我也很难说得准确。”

直到今年，宁德时代频频在行业活动上分享全固态电池研发进展，包括研究水平、技术进展、量产时间、和同行对比等等。

在3月的业绩说明会上，曾毓群曾表态称，全固态电池距离商品化还很远，但是宁德时代并非不重视这项技术，最近也加大了投入，希望未来在全固态电池领域也能做到首屈一指。

在4月的CIBF上，吴凯曾表示，如果用技术和制造成熟度作为评价体系（以1-9打分），宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平，目标是到2027年达到7-8分的水平。

四个月后，宁德时代在回复投资者提问时表示，“2027年有望实现全固态电池小批量生产。”

在9月的行业大会上，曾毓群依旧称宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平，但却

罕见高调表示，对比全世界的情况，宁德时代的研究应该算是“领先一大步”，或者用英文说“Second to none（首屈一指）”。

从谨慎表态到宣称首屈一指，再到现在的进入20Ah样品试制阶段，宁德时代2027年实现全固态电池的小规模量产应该是比较靠谱的。

三项固态电池专利新鲜“出炉”

在传出进入20Ah样品试制阶段的好消息的同时，宁德时代的三项固态电池专利也新鲜“出炉”。

11月5日，国家知识产权局公布了宁德时代三项固态电池专利，分别为“改性固态电解质及其制备方法、固态电池及用电装置”、“固态电解质膜及其制备方法、固态电池、用电装置”和“固态电池单体及其制造方法”。

改性固态电解质及其制备方法、固态电池及用电装置该改性固态电解质的组分包括固态电解质基材以及分布在所述固态电解质基材中的相变增韧剂；且在所述改性固态电解质中，所述相变增韧剂主要分布在所述固态电解质中的品界处；所述相变增韧剂能够在外力的作用下发生相变。

固态电解质膜及其制备方法、固态电池、用电装置所述固态电解质膜包括固态电解质材料层以及分散在固态电解质材料层中的相变增韧剂和纤维材料，所述固态电解质材料层包括无机陶瓷固态电解质材料。上述固态电解质膜在固态电解质材料层通过相变增韧剂和纤维材料之间的协同作用，能够有效提升固态电解质膜的力学性能，特别是断裂韧性，进而减少断裂导致的枝晶和短路等问题。

固态电池单体及其制造方法固态电池单体包括电极组件以及封装壳。封装壳包括两个封装膜，电极组件设置于两个封装膜之间，两个封装膜连接并形成沿电极组件周向设置的封装部，封装部包括封装区和加强区，加强区的厚度大于封装区的厚度，和/或，加强区的硬度大于封装区的硬度。

本申请中的固态电池单体及其制造方法，将封装部沿电极组件的周向设置，与电极组件的外形匹配，提高了密封稳定性。并且，封装部上设有加强区，加强区的厚度增大或者强度较高，能够降低封装部褶皱产生的风险。上述的结构，提高封装效率的同时，还能够降低封装过程产生褶皱的风险，提高了固态电池单体的密封性能。

全固态电池技术的解题思路

从上述公开的专利来看，材料和制造工艺是宁德时代突破全固态电池技术的主攻方向。这也与吴凯4月的公开表态一致。

彼时，吴凯称，固态电池主要的技术路线有三种，分别是硫化物、氧化物与聚合物。没有一种固态电解质是十全十美，硫化物路线进展较快，率先量产的可能性相对更大，但要解决固固界面、锂金属负极、固态电解质和制造工艺四大问题。

针对固固界面硬接触问题，宁德时代研发了单晶正极多层级全包覆技术，通过多层设计增强界面结构的稳定性，目前高面容三元正极克容量可达230mAh/g。同时，宁德时代还研发了多功能复合粘结剂，帮助稳定极片导电网络。

针对锂金属负极所伴随的枝晶和极化问题，宁德时代通过相变自填充技术和亲锂性界面层设计，抑制锂枝晶的生长，诱导锂金属均匀沉积到表面，构筑界面离子传输“高速公路”，使锂金属负极循环平均库伦效率>99.9%。

针对硫化物电解质的空气稳定性与成本问题，宁德时代开发表面疏水层可逆包覆技术，能让电解质在-40℃露点的环境中保持稳定，实现高空气稳定性电解质的制备。同时，宁德时代也在开发新型合成路线和低含锂量材料，相较于目前电解质每公斤5万以上的价格，新的合成方案可以降低量产成本。

针对固态电极和电解质成膜工艺问题，宁德时代打通了干/湿法极片制备和电芯一体化成型工艺。

全固态电池的研发和量产是一项非常艰巨的工作，尽管宁德时代突破了不少难题，但仍有诸多问题需要攻关。而现在已经进入20Ah样品试制阶段的宁德时代，是否会在年内继续披露进展到哪一步，令人期待。