全固态电池在具身机器人领域的典型应用案例

一、广汽集团第三代人形机器人 GoMate

技术参数：

• 电池方案：搭载欣旺达全固态电池，能量密度达 480Wh/kg，电池包体积比传统锂电池减少 35%。
• 续航表现：单次充电可支持 6 小时连续作业，较同类产品续航提升 100%，能耗降低 80%。
• 场景适配：
  • 工业场景：在广汽工厂中完成零部件装配、设备巡检等任务，关节灵活性提升 20%，负载能力达 15kg。
  • 复杂地形：采用可变轮足结构（四轮 / 两轮模式切换），在 - 20℃低温环境下仍能稳定运行，爬坡角度达 30°。

创新点：

• 电池与结构协同设计：电池包集成于机器人躯干，通过轻量化聚酰胺材料（密度 1.15g/cm³）实现减重 55%，同时支持 IP68 防水防尘。
• 智能热管理：结合 PTC 加热与相变材料（PCM），在 - 30℃~50℃宽温域内维持电池温度波动＜±2℃。

二、金皇冠智能科技建筑机器人

技术参数：

• 电池方案：合源锂创 350Wh/kg 全固态电池，电池包重量仅 8.5kg，较传统锂电减重 40%。
• 作业能力：
  • 混凝土整平机器人：在 0℃~60℃环境下连续作业 6 小时，日作业效率较人工提升 6 倍，覆盖上海轨道交通等项目。
  • 极端测试：通过针刺（3mm 钢针）、挤压（130kN 压力）等 12 项安全测试，无明火、无烟雾。

技术突破：

• 界面工程优化：在锂负极与硫化物电解质间引入 50nm 厚 Li₃PO₄缓冲层，界面阻抗降低 30%，循环寿命达 2000 次（容量保持率＞80%）。
• 快速换电设计：电池包采用卡扣式连接，更换时间＜1 分钟，支持建筑工地 24 小时不间断作业。

三、特斯拉 Optimus V3 人形机器人

技术参数：

• 电池方案：赣锋锂业金属锂负极全固态电池，能量密度突破 500Wh/kg，电池系统重量减轻 15%。
• 性能提升：
  • 续航能力：单次充电支持 18 小时连续作业，较前代产品提升 8 倍，满足工厂全流程自动化需求。
  • 功率输出：支持 10C 瞬时放电，关节电机响应速度提升 40%，可完成跳跃（高度 0.8 米）、搬运（负载 20kg）等动作。

场景应用：

• 工业产线：在柏林超级工厂中执行车身焊接、物料搬运等任务，通过 AI 算法预测电池健康状态（SOH），提前预警更换。
• 家庭服务：通过柔性电池包设计（厚度 5mm），适配狭窄空间作业，如清洁、护理等场景。

四、孚能科技人形机器人定制方案

技术参数：

• 电池方案：第二代半固态电池（能量密度 330Wh/kg），支持 3C 快充（10 分钟充至 80%），循环寿命超 4000 次。
• 合作进展：已与国内头部人形机器人企业对接，预计 2025 年内送样，目标覆盖工业巡检、物流搬运等场景。

技术优势：

• 低温性能：-20℃环境下容量保持率＞90%，满足北方冬季户外作业需求。
• 安全冗余：采用氧化物 / 聚合物复合电解质，通过热箱（130℃）、短路等车规级测试，热失控温度＞300℃。

五、贝特瑞特种机器人电池解决方案

技术参数：

• 电池方案：GUARD 全固态电池，体积能量密度达 1000Wh/L，支持 10C 持续放电，适配机器人关节模组。
• 应用场景：
  • 极地科考机器人：在 - 40℃环境下续航达 8 小时，通过三维锂碳复合负极抑制体积膨胀（形变＜0.05mm）。
  • 应急救援机器人：采用 IP68 密封设计，可在水下 1 米浸泡 30 分钟仍正常工作。

创新技术：

• 材料协同设计：富锂锰基正极与锂碳负极结合，通过分子级原位包覆技术提升界面稳定性，循环寿命突破 2000 次。
• AI-BMS 系统：通过云端数据实时监测电池状态，预测寿命误差＜3%，支持远程故障诊断与参数调优。

技术参数对比与趋势分析

指标	广汽 GoMate	金皇冠建筑机器人	特斯拉 Optimus V3	贝特瑞特种机器人
能量密度（Wh/kg）	480	350	500+	450
续航时间	6 小时	6 小时	18 小时	8 小时（-40℃）
放电倍率	5C	3C	10C	10C
工作温域	-20℃~50℃	0℃~60℃	-30℃~60℃	-40℃~80℃
安全认证	UL 1973	GB/T 31485	ISO 26262 ASIL-D	IEC 61508 SIL3

行业趋势：

1. 能量密度持续突破：2025 年主流产品能量密度将达 400-500Wh/kg，2030 年有望突破 600Wh/kg。
2. 快充与长寿命协同：10 分钟快充（80% SOC）与 5000 次循环寿命（容量保持率＞80%）成为下一代产品标配。
3. 场景定制化深化：针对人形机器人关节模组开发超薄电池（厚度＜3mm），针对户外场景强化宽温域性能（-50℃~100℃）。

总结：全固态电池通过高能量密度、宽温域适应性及极致安全性，正在重塑具身机器人的能源架构。广汽 GoMate、特斯拉 Optimus 等案例已验证其商业化可行性，预计 2025-2027 年将进入规模化应用阶段，推动机器人从 “辅助工具” 向 “智能伙伴” 升级。