在全球能源革命的浪潮中,固態電池正以“下一代電池技術皇冠上的明珠”之姿,掀起動力電池產業的顛覆性變革。

作為解決傳統液態鋰離子電池“能量密度天花板”“安全隱患”“寬溫服役性能短板”三大核心痛點的高階方案,固態電池的研發進展,不僅是電池企業技術實力的試金石,更是國家能源戰略落地、新興市場競爭力的關鍵。

其中,作為目前炙手可熱的新興賽道,航空電動化已成為構建城市立體交通網絡的重要發展方向。同時,電動航空器對動力電池系統提出了小且輕,并滿足高安全、長續航、耐高/低溫的極致要求,這也催生了電池企業對高比能、高安全、寬溫域固態電池的研發。

5月15日,在CIBF2025展會期間,聚圣科技發布其超高比能原位固態一體化軟包電池——聚圣•固能1號,在電芯層級實現高安全、高比能、高倍率、長壽命、寬溫域和低成本這六個維度的突破。

(圖為聚圣科技聯合創始人、首席科學家韋偉峰)

聚圣•固能1號電芯六維突破

據聚圣科技聯合創始人、首席科學家韋偉峰介紹,聚圣•固能1號電芯能量密度高達400Wh/kg、循環壽命超1000次,支持4C快充、-40~100℃環境下正常工作,并通過5mm針刺試驗,且實現低成本。

具體來看,聚圣•固能1號單體電芯能量密度高達400Wh/kg,系統能量密度可達320Wh/kg,這意味著在相同的重量下,該款電芯能夠存儲更多的電量,可以為航空器提供更強勁的續航能力。

循環壽命方面,韋偉峰介紹道,該款電芯超1000次的循環壽命,這不僅降低了航空器更換電池的頻率和成本,同時提高了電池系統的穩定性和可靠性,從而降低總體運營成本。   

快充能力是先進電池技術的重要指標之一,該款電芯支持4C快充,則能夠在更短的時間內為航空器補能,大幅節省充電時間,提高航空器運營效率。

工作溫域方面,據韋偉峰介紹,該款電池能夠在-40~100℃的超寬溫度范圍內正常工作,可以有效緩解電池在極端溫度下性能下降,甚至無法工作的痛點。

安全性一直是電池技術發展中備受關注的話題,聚圣•固能1號通過了5mm針刺試驗,意味著該電池在安全性能方面滿足行業高標準要求。

尤其值得一提的是,聚圣•固能1號通過其一系列自研的材料技術,不斷縮小其固態與目前液態鋰電池的成本差距,這也為固態電池從實驗室走向商業化提供了關鍵突破口,技術代際更替的窗口正在被加速打開。

聚圣•固能1號電芯高性能背后技術揭秘

聚圣•固能1號電芯之所以能夠有上述高性能的表現,離不開其創新的一系列先進技術。

據了解,原位固態化電解質技術是其中的關鍵技術之一。該技術包括高交聯互穿型聚合物骨架技術,并結合其獨特的界面設計,可以增強電解質的結構穩定性,電壓穩定窗口提升至>5V;同時使離子電導率>5mS/cm,大幅提高電池內部的離子傳輸效率,進而提升電池的整體電化學性能。

高倍率富鋰錳基正極材料技術也是其第二個技術亮點。據韋偉峰介紹,這一技術可以使正極克容量>260mAh/g,壓實密度可達3.3g/cm3,倍率性能最高達到10C。

同時,高容量預鋰化硅負極材料技術同樣功不可沒,它可以使負極克容量>1800mAh/g,且體積膨脹減少30%。

業界周知,硅基負極材料雖然具有較高的理論克容量,但在充放電過程中容易發生較大的體積膨脹,而導致材料結構被破壞,進而影響電池的循環壽命和穩定性。而據韋偉峰介紹,聚圣•固能1號電芯的這一負極創新技術則可以有效解決該問題,這也使新型硅基負極材料能夠更好地應用于實際固態電池的生產中。

由此,在上述三大材料技術加持下,結合其獨特的界面設計等多層級創新,聚圣科技最終研發并推出其原位固態一體化電池——固能1號。

聚圣科技固態電池產業化布局

作為一家電芯“新勢力”企業,聚圣科技攜其發布的固能1號,在CIBF2025上獲得業界多方關注。市場方面,聚圣科技聯合創始人、首席科學家韋偉峰表示,聚圣•固能1號的目標市場主要是低空經濟領域的電動航空市場,充分發揮其高安全、高比能、高倍率、長壽命、寬溫域和低成本的優勢。

業務整體布局方面,據韋偉峰透露,聚圣科技已規劃航空動力、大動力(乘用車用動力電池)和小動力(機器人、兩輪車用動力電池)三大業務板塊。

對于固態電池在不同應用市場的前景,韋偉峰指出,超高能量密度固態鋰離子電池目前不太可能應用于電動兩輪車市場,因為該市場對價格比較敏感,固態電池尚不具備競爭優勢,但在高安全、長續航的市場需求驅動下,未來亦有應用可能。

隨著制造成本的不斷降低,以及對安全性、能量密度的更高追求,固態電池未來在乘用車市場有望進一步提高滲透率。

其中,憑借低成本優勢,韋偉峰尤其看好富鋰錳基正極材料的市場發展空間,這也是聚圣科技持續迭代其富鋰錳基正極材料的主要原因之一。

固態電池產業化方面,聚圣科技有其獨到的策略。據韋偉峰介紹,聚圣科技固態電池的正極、負極、電解質,通過采買部分基礎材料,再進行自行改造、加工的方式,不僅可以降低電池主材的制造成本,而且將核心材料創新技術掌握在自己手中,提高了自身產品的產業化話語權。同時,這也是聚圣科技能夠在正極、負極、電解質等多種主材上同時實現突破的基礎。

據韋偉峰介紹,聚圣科技原位固態一體化軟包電池產品所采用的“聚圣固能技術”,其專利達81項。

固態電池迭代規劃方面,韋偉峰表示,聚圣科技堅持量產一代、研發一代、儲備一代的模式。聚圣科技第一代固態電池已于2025年開始量產交付,這次發布的400Wh/kg固能1號也將于2026年批量生產銷售,其下一代全固態鋰金屬電池也在研發中,瞄準雙500指標(500Wh/kg能量密度和500周循環壽命)。

隨著固態電池被納入國家發展戰略,我們正在見證一場深刻的電池變革,而聚圣科技以“六維突破”的技術創新,為這場變革提供了其特有的創新解決方案。

此外,當前固態電池雖已成為行業焦點,但仍受制于規模化量產瓶頸。值得關注的是,韋偉峰在“電動航空及下一代電池技術(CIBF2025深圳)交流會”上,同步深度解讀了“為什么原位固態一體化技術是高性能固態電池的規模化量產路徑”的問題。

展望未來,固態電池的“黃金時代”剛剛開始。