全球首次！锂金属电池进入B样阶段

【DT新材料】获悉，12月13日，锂金属电池企业SES AI Corporation（SES）宣布，已与一家车企正式签署锂金属电池B样品协议。这是全球锂金属电池领域首次进入B样阶段，预计将于2025年实现量产。

从商业化流程来看，电池A样侧重于验证电池材料体系，SES已与2022年先后和通用及现代等签署了A样合作协议；今年签署的电池B样合作重点则在于电芯设计，据SES表示，预计将于1-2年内完成B样送样测试。

从电池性能来看，据SES公布的最新数据报告显示，公司电芯目前放大进展顺利，已从4.2Ah发展到105.8Ah，在此过程中能量密度和性能一致性较好。能量密度方面，质量能量密度已达399Wh/kg（对照：4680大圆柱约为280Wh/kg），体积能量密度能够做到862Wh/L，电池循环次数仍然在测试中。

截止去年12月的性能数据

从安全性考量，对于锂金属电池而言，锂枝晶导致的不稳定是一大痛点。

为解决上述问题。硬件层面，SES研发了一种高浓度的锂盐电解液，可通过改变锂枝晶的尖刺微观形状从而避免直接刺穿；此外公司通过电镀负极表面添加剂在负极锂金属的表面形成一层光滑的保护膜，减缓锂枝晶的生长速度。

软件层面，SES目前正在通过收集电池全生命周期的数据，训练人工智能安全软件 Avatar，据最新数据显示，目前其对大容量锂金属电池健康状况的预测准确率已经从去年的 60%提高到了今年的92%。

报告信息显示，SES目前105.8Ah锂金属电芯已通过了第三方测试机构的过充、针刺、外短路和热稳定测试，并获得UN38.3认证。

过冲测试/外部短路测试 图片来源：SES

据公开资料显示，SES AI Corporation (下简称：SES)成立于2012年，前身为 SolidEnergy Systems，是位于波士顿的一家综合锂金属电池制造商，主营涵盖材料、电芯、模组、基于人工智能学习的电池安全算法和电池回收再利用等，目前公司在上海和首尔各有一处工程制造中心。

从融资历程来看，公司自成立以来，已吸引了包括通用、现代、吉利、上汽、本田、起亚、富士康、天齐锂业、SKI等在内多家巨头的战略投资，累计融资金额超数亿美元；2021年7月，SES与综合性矿业公司艾芬豪资本收购公司达成合并协议，艾芬豪在世界多个地区拥有充足储量的镍矿和铜矿；2022年2月4日，SES在纽约证券交易所成功上市。

产品方面，2021年，SES发布了Apollo大型锂金属电芯，容量为107Ah，能量密度为417Wh/kg，成为当时全球容量最大的锂金属电池电芯。

产能方面，公司上海嘉定工厂2021年启动建设，预计年内竣工后产能达1GWh，此外公司位于韩国忠州的亚洲第二个生产研发中心也已与去年投运。据规划，到2025年SES总产能预计将超过10GWh，到2028年将超过100GWh。

      SES 100Ah锂金属电芯产线

锂金属电池也被称为金属锂电池，将锂金属作为负极的一种电池技术路线。和近期火热的硅基负极类似，锂金属负极具备优异的理论锂离子容量（可达3850 Ah/kg，可比硅），低密度（0.534g/cm³），电位低（-3.045V）等优点，因此搭载锂金属负极的电池能量密度可超400wh/kg，可作为现阶段锂电池能量密度上限的突破口。

虽然锂金属负极优势显著，但液态电解质的锂金属电池存在界面不稳定性、锂枝晶等核心问题需要解决，固态电解质也还有诸多技术难题亟待解决。据SES此前透露，大容量锂金属电芯目前仍面临宽幅锂箔的压实密度不够好，大范围压力分布优化困难，激光切割熔珠导致短路等等量产难题。

不过从生产的角度来看，SES的锂金属电池和普通锂离子电池的生产工艺非常类似，而且该负极和未来固态电解质十分适配，一旦实现技术突破，替代潜力不小。在这一领域，除SES外，目前宁德时代、LG新能源等在这一领域也有所布局。