先说结论:今年是半固态电池的元年,2030年或为固态电池元年,半固态电池虽是过渡电池但预计会存在十几二十年的时间,固态电池在当下依旧有较长路要走,技术路径依然存在多种可能性,可以考虑从下游整车厂落地为信号弹,向上游寻找供应链核心矛盾点,从而找到相应机会,除了汽车应用,其他如AVG、eVTOL等都是要关注的落地方向
近期固态电池产业进展情况如何?
①卫蓝新能源,1~2月半固态电装车458.2MWh
②3月26日,VIVO发布半固态电池手机 X Fold3
③4月2日,太蓝新能源宣布成功制备出世界首块车规级单体容量120Ah,实测能量密度达到720Wh/kg的全固态锂金属电池
④4月3日,蔚来汽车宣布150kWh超长续航电池包正式进入量产阶段(卫蓝新能源供应)
⑤4月8日,智己汽车L6正式发布,搭载光年固态电池(清陶供应)
⑥4月12日,广汽昊铂全固态电池技术将正式亮相(广汽自己的电池品牌因湃)
车企在固态电池装车时间规划如何?
固态电池和传统锂电池对比有哪些优劣势?
由表格可知,固态电池在快充和循环寿命方面和液态锂离子电池仍然有差距,但在安全性、能量密度方面,以及大规模量产后成本方面都有优势
固态和液态锂电池结构上的区别?
当前固态电池大规模量产有哪些瓶颈未突破?
①电解质的离子导电率低:固态电解质的离子导电率通常低于液态电解质,尤其是在室温下。这限制了电池的充放电速率和功率输出。为了提高导电率,研究人员正在探索不同的材料体系,如硫化物、氧化物和聚合物电解质,并尝试通过掺杂、结构设计和界面优化等方法来增强离子传输
②界面稳定性:固态电池中的固-固界面(正极/电解质和负极/电解质)稳定性是一个挑战,因为固态材料之间的接触和兼容性问题可能导致界面阻抗增加,影响电池性能和寿命
③工艺技术:固态电池的生产工艺尚未完全成熟,特别是在固态电解质的成膜工艺、电极与电解质的界面处理等方面需要进一步的技术突破。
④材料供应链:固态电池电解质所需的一些关键材料(如稀有金属锆、镧、锗等)可能存在供应链稳定性和可持续性问题
固态电池电解质有哪些技术路线?
目前分歧聚焦在固态电解质方面,是固态电池的最短板,各路径都有优劣。国内企业选择氧化物较多,而欧美选择聚合物为主,日韩及宁德选择硫化物
固态电池负极材料、正极材料有哪些技术路径?
负极这块并不是固态电池的的短板,石墨负极-硅基负极-预锂化负极-金属锂负极,其中硅基负极正在逐步渗透石墨负极,这块关注BTR。金属锂负极方面,需留意锂枝晶生长
正极这块理论上均可用固态磷酸铁锂、高镍三元、富锂锰基等正极材料,预计趋势依旧为高密度,无钴化方向发展
未来复合正极值得关注,主要和电解质之间的传输电子能力是关键(固态电池是电解质和正极均为固态,界面接触问题导致电阻增大,影响性能,是行业当前主要痛点之一)
固态电池会让哪些材料成为新的增量?
在半固态电池→准固态电池→全固态电池这一产业化路径中,液体电解质的含量会逐步降低,硅基负极、碳纳米管等材料的渗透率会持续提升,隔膜环节亦将发生变革,而软包的市占率有望逐步提升。
①固态电解质,及上游(LLZO电解质上游原料:二氧化锆、硝酸锆、碳酸锆等,其他金属包括镧、锗、钛、锆等,其中锆未来存在瓶颈)
而锆本身紧平衡,全球储量为6800万吨,产量为30.27万吨,而1GWh需要30吨氧化锆
②碳纳米管(超高镍、富锂锰基、硅基负极这些材料导电性差)
③硅基负极(加速渗透)
④铝塑膜(半固态电池将用软包形式)
有哪些企业在布局固态电池及产业链?有哪些特色?产能规划情况如何?
国内情况:
国外情况:
智己:清陶供应固态电池,锆原材料供应商(三祥新材,已成妖)
固态电解质:A股并不多,其中上海洗霸和上海硅酸盐研究所研究员张涛合作,布局固态电池电解质材料(主要是石榴石型氧化物LLZTO路线)等业务