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未來游戲規(guī)則的改變者?固態(tài)電池?zé)岫仍佻F(xiàn)

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年03月14日  

本田美國業(yè)務(wù)和銷售副總裁戴夫加德納近日表示:鋰離子技術(shù)并非長期的解決方法,而固態(tài)電池將成為我們的游戲規(guī)則改變者。


當(dāng)下,新能源汽車市場上的半固態(tài)電池尚未成為主流,但更具黑科技的固態(tài)電池早已成為市場關(guān)注的焦點了。去年年初,蔚來(09866.HK)公布了首款150kWh固態(tài)電池后,引發(fā)軒然大波,這也讓固態(tài)電池一夜爆紅。


近日,有美國政府背書的NASA(美國國家航天局)宣布,其研究人員正在進(jìn)行SABERS(改進(jìn)固態(tài)電池充電效率和安全性)項目,而且取得了十分不錯的成果。據(jù)悉,這種電池組比目前普遍用于電動汽車和大型電子產(chǎn)品的電池更輕、更安全、性能更好。


在過去的一年里,SABERS項目研究人員成功地將電池的放電率提高了50倍,使研究人員更接近他們?yōu)榇笮蛙囕v供應(yīng)動力的目標(biāo)。該電池組的能量密度備受關(guān)注,SABERS研究員證明其能量密度高達(dá)500Wh/kg。


這是什么概念呢?


TSLA推出的4680電池被認(rèn)為是目前市場上已裝車的能量密度最高的動力鋰電池,該電池能量密度為約300Wh/kg。這意味著,SABERS項目的電池組能量密度比TSLA4680電池高出超過6成,未來如此高能量密度的動力鋰電池若能大規(guī)模應(yīng)用,或許真能成為現(xiàn)如今新能源汽車行業(yè)的規(guī)則改變者。這種改變,將是革命性的,也是顛覆性的。


NASA披露出固態(tài)電池的最新消息后,點燃了A股市場上的固態(tài)電池概念股。


富途牛牛數(shù)據(jù)顯示,十月十一日及十二日,固態(tài)電池指數(shù)連日連漲,分別漲4.16%及4.57%,其中天賜材料(002709.SZ)、中天科技(600522.SH)和先導(dǎo)智能(300450.SZ)等概念股漲勢凌厲。


未來之星固態(tài)電池


在動力鋰電池市場,固態(tài)電池被很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是未來的主流,有望引領(lǐng)新能源汽車?yán)^續(xù)向前進(jìn)。


但要指出的是,固態(tài)電池代替現(xiàn)在的鋰電池,還只是行業(yè)的目標(biāo),固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化還言之尚早。按電池內(nèi)部形態(tài)劃分,如今國內(nèi)動力鋰電池主流依然是液態(tài)鋰電池,而半固態(tài)電池剛現(xiàn)雛形,為未來實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化的一個過渡階段。


我國有部分半固態(tài)電池廠商,他們推出的半固態(tài)電池已有部分實現(xiàn)了裝車。例如,衛(wèi)藍(lán)新能源能力密度為360Wh/kg的半固態(tài)電池已配裝到蔚來ET7中,東風(fēng)E70也裝配了贛鋒鋰業(yè)(002460.SZ)的半固態(tài)電池。


半固態(tài)電池新晉者孚能科技(688567.SH)此前向市場披露了發(fā)展規(guī)劃,預(yù)計在2030年以后,公司將實現(xiàn)全固態(tài)軟包鋰電池產(chǎn)品的歷史性轉(zhuǎn)變。


那么,相較于現(xiàn)在的液態(tài)鋰電池,固態(tài)電池有何優(yōu)勢?又有怎么樣的發(fā)展障礙?


鋰電池內(nèi)部充滿了液態(tài)電解質(zhì),和隔膜一起作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。固態(tài)電池則是使用固體電解質(zhì),替代了傳統(tǒng)鋰電池的電解液和隔膜。


相比液態(tài)鋰電池,固態(tài)電池有以下優(yōu)勢:


(1)安全性更佳。固態(tài)電解質(zhì)是被認(rèn)為不可燃的,或者至少是抗自燃的,因此相較于液態(tài)電解質(zhì),大大降低了熱失控的風(fēng)險。因此,固態(tài)電池安全性更佳。


(2)能量密度更高。固態(tài)電解質(zhì)可使用提高電池能量密度的高電壓正極材料,使得能量密度顯著提升,未來可輕松超越400Wh/kg。


(3)循環(huán)壽命更長。固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問題,大大提升鋰電池的循環(huán)壽命,理想狀態(tài)達(dá)45000次。


固態(tài)電池從提出,再到公司試水研發(fā),已過去了很多年,雖然很多公司宣布投入很多的資金切入該領(lǐng)域,但固態(tài)電池目前還是處在起步階段。


影響固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化的阻礙,重要是在技術(shù)層面。信達(dá)期貨表示,當(dāng)前固態(tài)電池界面電阻較高,在空氣中的穩(wěn)定性較差。就目前技術(shù)而言,單位面積離子電導(dǎo)率較低,導(dǎo)致常溫下功率密度并不理想;同時,循環(huán)過程中的電極和電解質(zhì)的物理接觸變差,面對充放電循環(huán)中的電極膨脹問題,突破這些技術(shù)壁壘要大量資金投入。


另外,如何大幅降低成本也是目前固態(tài)電池要快速商業(yè)化進(jìn)而規(guī)模化應(yīng)用的核心要素之一。目前固體電池的成本相較于液態(tài)電池仍不具備可比性,未來,行業(yè)要沿著規(guī)模化生產(chǎn)以及工藝改進(jìn),將成本降低。


多家公司競相布局全固態(tài)電池


在動力鋰電池技術(shù)路線之爭絲毫未減的今天,有備無患才是公司最安心的保障。


當(dāng)下,無論是固態(tài)電池還是半固態(tài)電池,目前已經(jīng)有很多國內(nèi)外公司在該領(lǐng)域中有所布局。


海外公司方面,已提前研究布局固態(tài)電池的公司重要以主流車企為主,包括豐田、大眾、寶馬、福特等一眾全球性車企都曾發(fā)表有關(guān)固態(tài)電池的推進(jìn)速度。


其中,豐田是在固態(tài)電池領(lǐng)域布局最為深入的一家海外車企。早在1990年,豐田就著手固態(tài)電池的研究。在去年,豐田推出全球首款全固態(tài)電池汽車,并宣布對電池技術(shù)(包括但不限于固態(tài)電池)進(jìn)行高達(dá)136億美元的投資。調(diào)查機(jī)構(gòu)PatentResult的數(shù)據(jù)顯示,豐田在全固態(tài)電池的專利數(shù)上處于全球領(lǐng)先地位,專利數(shù)超過1300件。


另外,LG新能源預(yù)計于2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn),現(xiàn)代和寶馬均計劃在2030年實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)。


國內(nèi)公司,則在固態(tài)電池領(lǐng)域展開了百家爭鳴的時代,其中以動力鋰電池廠商為主,也有部分車企加入其中。


CATL(300750.SZ)近日表示:公司在固態(tài)電池研發(fā)方面深耕多年,已可以做出固態(tài)電池樣品,但離商業(yè)化還很遙遠(yuǎn)。


相較于CATL,鋰業(yè)一體化龍頭贛鋒鋰業(yè)(01772.HK)在固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)展更加迅速。贛鋒鋰業(yè)的第一代固態(tài)電池在東風(fēng)E70電動汽車上實現(xiàn)了裝車,公司第二代固態(tài)電池預(yù)計在明年一季度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序階段,該電池能量密度達(dá)360Wh/kg,優(yōu)于TSLA的4680電池。此外,公司第三代固態(tài)電池的能量密度將達(dá)到420Wh/kg,去年一季度已經(jīng)完成了A樣產(chǎn)品開發(fā)。


除此之外,贛鋒鋰業(yè)擬建國內(nèi)最大固態(tài)電池生產(chǎn)基地,欲借此實現(xiàn)彎道超車。今年八月,贛鋒新型鋰電池科技產(chǎn)業(yè)園及先進(jìn)電池研究院項目正式開工,規(guī)劃形成10GWh的電池產(chǎn)量以及10GWh的Pack項目。


太藍(lán)新能源,為國內(nèi)固態(tài)電池領(lǐng)域的黑馬,其于今年六月獲得數(shù)億元A++輪融資,深受資本青睞。


太藍(lán)新能源第一條0.2GWh半固態(tài)電池產(chǎn)線投產(chǎn)在即,投產(chǎn)后將使得太藍(lán)新能源成為業(yè)內(nèi)最早實現(xiàn)動力鋰電池量產(chǎn)的半固態(tài)電池公司。但在全固態(tài)電池方面,太藍(lán)新能源還未有擺的上臺面的實力,公司管理層曾表示,公司將著重于全固態(tài)電池產(chǎn)品,利用半固態(tài)電池生產(chǎn)模式去檢驗自己的材料和電池配方、設(shè)備及生產(chǎn)工藝,以實現(xiàn)未來全固態(tài)電池產(chǎn)品的量產(chǎn)。


固態(tài)電池領(lǐng)域研發(fā)取得積極進(jìn)展的公司還有國軒高科(002074.SZ),國軒高科表示,2025年以后公司將生產(chǎn)出能量密度超過400Wh/kg、循環(huán)800次的全固態(tài)電池。在半固態(tài)電池領(lǐng)域,國軒高科也有備而來,其360Wh/kg三元半固態(tài)電池,續(xù)航里程可達(dá)1000KM,預(yù)計將于今年量產(chǎn),今年年底實現(xiàn)裝車,明年批量交付。


蔚來除了專注于電動汽車生產(chǎn)外,也對固態(tài)電池持有開放的態(tài)度。


蔚來官方今年七月表示,將于2022年第四季度計劃交付150kwh固態(tài)電池,單體能量密度達(dá)360Wh/kg。不過,該電池并不屬于全固態(tài)電池,采用的是超高鎳正極+預(yù)鋰化硅碳負(fù)極+固態(tài)電解質(zhì)(固態(tài)+液態(tài))+隔膜,屬于液態(tài)至固態(tài)電池的過渡性技術(shù)。


蔚來創(chuàng)始人李斌稱:全固態(tài)電池的量產(chǎn)還是很遠(yuǎn)的事情,原因是目前固態(tài)電池的市場需求很低。


相關(guān)產(chǎn)品

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