Hintergrund:

Das chinesische Forschungsteam hat einen Meilenstein in der Festkörper-Lithiumbatterietechnologie erreicht und gleichzeitig die Energiedichte und Sicherheit durch neuartiges Material und strukturelles Design verbessert. Das homogenisierte Kathodenmaterial (Li₁.₇₅Von₂(Ge₀.₂₅P₀.₇₅S₃.₈Se₀.₂₃)₃), das vom Qingdao Institute of Physics and Technology entwickelt wurde, weist eine Volumenänderung von nur 1,2% während Lade-Entlade-Zyklen auf, rühmt sich einer Zykluslebensdauer von mehr als 20.000 Zyklen und erreicht eine Energiedichte von 390 Wh / kg –was eine Verbesserung von 86% gegenüber herkömmlichen flüssigen Lithiumbatterien darstellt. Durch eine ionenbasierte 'Selbstheilung' Mechanismus löst dieses Material effektiv Probleme mit dem Kontakt zwischen Feststoff und Feststoff und hält die Batteriestabilität bei extremer Biegung (20.000 Zyklen) oder Hochtemperaturbacken (120°C).

Industrielle Anwendung: Der kritische Sprung vom Labor zur Massenproduktion

 Beschleunigte Kommerzialisierung

BYD plant, die Integration von Festkörperbatterien in Fahrzeuge bis 2027 zu demonstrieren, wobei die vollständige Kommerzialisierung für 2030 angestrebt wird. Die 15-GWh-Produktionslinie für Semi-Solid-State-Batterien von Qingtao Energy in Chengdu wurde in Betrieb genommen und erreicht eine Energiedichte von 400 Wh / kg. Sunwoda hat seine 'Xin·Bixiao' All-Solid-State-Batterie mit einer Energiedichte von 400 Wh / kg, 1.200 Zyklen und einem Kostenziel von 2 RMB / Wh bis 2026.

Reichweite und Weltraumrevolution

Festkörperbatterien, die 720Wh / kg übersteigen, ermöglichen 100-kg-Batteriepacks eine Reichweite von über 1.000 km bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung um 80% im Vergleich zu herkömmlichen Batterien. Fahrzeuge, die mit dieser Technologie ausgestattet sind, können eine Reichweite von 2.000 km erreichen und gleichzeitig Platz im Innenraum schaffen, was das Design von Fahrzeugen mit neuer Energie zu einer leichten und intelligenten Transformation führt.

Technische Wege: Vielfältige Ansätze im Wettbewerb um Marktanteile

Die Solid-State-Batterietechnologie hat sich zu einem Drei-Wege-Wettbewerb entwickelt:

Polymer-Weg: Einfach zu verarbeiten und kostengünstig, aber begrenzte Ionenleitfähigkeit. Beherrscht von europäischen und amerikanischen Unternehmen.

Oxid-Weg: Hohe Stabilität. Die Chinesische Akademie der Wissenschaften erreichte 20.000 Biegezyklen durch flexibles Rahmendesign und steigerte die Energiedichte um 86%.

Sulfid-Route: Bietet optimale Ionenleitfähigkeit. Die Tsinghua-Universität hat fluorierte Polyether-Elektrolyte entwickelt, die eine Hochspannungstoleranz und erfolgreiche Nadelpenetrationstests aufweisen.

Auswirkungen auf die Industrie: Umstrukturierung der Lieferkette und globaler Wettbewerb

Beschleunigte inländische Substitution

Erreichen einer Null-Importabhängigkeit über die gesamte Kette hinweg—von Materialformulierungen bis zur Zellverkapselung. Die Lithium-Metall-Batterie der Universität Tianjin erreicht eine Energiedichte von 600 Wh / kg, wobei Pilotproduktionslinien für Anwendungen in Wirtschaftssektoren in geringer Höhe wie Drohnen in Betrieb sind.

Verbesserte Sicherheitsstandards

Ganzkörperbatterien eliminieren die Risiken der Elektrolytverbrennung. Sicherheitsvorfälle in der Luftfahrt wie der Air China Flug CA139 haben zu branchenweiten Verbesserungen der Verkehrsvorschriften geführt.

 Zukunftsperspektive: Überbrückung der letzten Lücke vom Konzept zur Realität

Trotz der Überwindung technischer Engpässe erfordert die Massenproduktion immer noch die Lösung von Kosten- und Skalierbarkeitsherausforderungen. Das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie 'Aktionsplan zur Stabilisierung des Wachstums in der elektronischen Informationsindustrie 2025-2026' Lithiumbatterien haben Priorität, wobei führende Unternehmen die Kapazitätserweiterung beschleunigen und die Branchenkonzentration stetig zunimmt. Experten gehen davon aus, dass Vollfestkörperbatterien bis 2027 in Demonstrationsfahrzeuge eingebaut werden und bis 2030 zur wichtigsten Wahl für neue Energiefahrzeuge werden könnten.

Fazit

Der Durchbruch bei den Festkörper-Lithiumbatterien beseitigt nicht nur die Angst vor der Reichweite, sondern definiert auch die Grenzen der Energiespeicherung neu. Vom Labor bis zur Straße verändert diese Technologie die globale Industrielandschaft in Chinas Tempo und bietet eine 'Chinesische Lösung' zur Erreichung der Ziele der Kohlenstoffneutralität.