固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程不斷提速,“容易量產(chǎn)”的半固態(tài)電池已經(jīng)裝車,不少企業(yè)都在大力加碼。
近期,福田汽車對外表示,半固態(tài)電池已經(jīng)批量應(yīng)用于該公司自主開發(fā)的24V啟動鋰電,被裝配在其全平臺電動輕卡上。冠盛股份也表示,該公司半固態(tài)電池量產(chǎn)線主要產(chǎn)品為電芯及系統(tǒng),達產(chǎn)后年產(chǎn)量約210萬支,目前項目正在積極推進建設(shè)中。
據(jù)了解,目前國內(nèi)的蔚來、上汽智己、東風(fēng)嵐圖、賽力斯等眾多車企,已經(jīng)實現(xiàn)半固態(tài)電池裝車,廣汽埃安、長安深藍、吉利、一汽等車企,也都在積極籌劃半固態(tài)/全固態(tài)車型。業(yè)內(nèi)預(yù)計,2025年國內(nèi)半固態(tài)電池裝車量將會突破10GWh。
“固態(tài)電池具備高能量密度、高安全性,能夠滿足車端、低空、人形機器人等領(lǐng)域的特殊需求。當前半固態(tài)電池已實現(xiàn)裝車,產(chǎn)業(yè)化進程早于全固態(tài)電池。”業(yè)內(nèi)機構(gòu)分析指出,隨著固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈降本和產(chǎn)業(yè)化程度提升,固態(tài)電池各環(huán)節(jié)將充分受益。
01
容易量產(chǎn)的固態(tài)電池
行業(yè)周知,固態(tài)電池有聚合物、氧化物、硫化物電解質(zhì)等多種技術(shù)路線,其各有優(yōu)缺點。
聚合物電解質(zhì)具有質(zhì)輕、成膜性好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,但存在電導(dǎo)率低、能量密度低等不足;氧化物電解質(zhì)具有高機械強度和出色的熱穩(wěn)定性,但導(dǎo)電率相對比較低,與電極之間界面阻抗較大,界面反應(yīng)造成電池容量衰減;硫化物電解質(zhì)電導(dǎo)率最高,開發(fā)潛力大,但存在對濕度極其敏感等難題。
整體來看,目前國內(nèi)量產(chǎn)裝車和布局的半固態(tài)電池,主要以氧化物路線為主。據(jù)了解,清陶能源第一代半固態(tài)電池采用了氧化物+聚合物的技術(shù)路徑,第二代固態(tài)電池則為氧化物+鹵化物+聚合物的路徑。衛(wèi)藍新能源、輝能科技等廠商的半固態(tài)電池,也都是以氧化物電解質(zhì)為主。
之所以選擇氧化物路線,是因為對其量產(chǎn)更容易。德爾股份就直言:綜合材料成本、制備工藝復(fù)雜度、電池性能穩(wěn)定性、安全性以及產(chǎn)業(yè)化可行性等多個維度考慮,該公司認為當下采用氧化物為主復(fù)合有機材料的電解質(zhì)路線更容易量產(chǎn),更符合市場需求,也更容易被客戶接受。
“氧化物電解質(zhì)在國內(nèi)發(fā)展較快,目前常用氧化物體系跟電解液或聚合物復(fù)合制成固液混合電池,產(chǎn)業(yè)鏈基本成熟,有望率先大規(guī)模生產(chǎn),成為液態(tài)鋰離子電池體系的有效補充。”業(yè)內(nèi)機構(gòu)分析指出。
半固態(tài)電池作為當下鋰電技術(shù)升級中的過渡路線,已經(jīng)處于量產(chǎn)的加速階段。中信證券認為,結(jié)合固態(tài)電池行業(yè)的重要催化因素來看,2025年是半固態(tài)電池成熟產(chǎn)品推出并逐步放量,全固態(tài)技術(shù)路線逐步明晰并收斂的重要年份。
02
技術(shù)性能不斷提升
氧化物作為半固態(tài)電池量產(chǎn)的技術(shù)先鋒,在行業(yè)眾多廠商的大力布局下,其產(chǎn)業(yè)化成熟度不斷提高。
“在消費電池領(lǐng)域,公司氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料已成功應(yīng)用于部分產(chǎn)品,其顯著提升了電池的安全性能和低溫放電能力。”珠海冠宇表示,結(jié)合自研的高電壓鈷酸鋰正極和高克容量第二代硅碳負極,該公司開發(fā)的消費類半固態(tài)電池產(chǎn)品,能量密度已達850-900Wh/L,續(xù)航能力得到進一步提升。
星源材質(zhì)表示,該公司參股的新源邦,已經(jīng)擁有氧化物電解質(zhì)百噸級產(chǎn)能和十噸級出貨。上海洗霸表示,該公司目前多形態(tài)固態(tài)電解質(zhì)粉體材料,主要采用的是氧化物技術(shù)路線,目前已獲得的部分測試結(jié)果和驗證反饋表明,相關(guān)產(chǎn)品具有較好的競爭力。
“公司固態(tài)電池以氧化物技術(shù)路線為主,通過氧化物電解質(zhì)原位成膜組裝技術(shù)和致密干法電極工藝,由固態(tài)電解質(zhì)層替代隔膜。” 南都電源表示。據(jù)國瓷材料透露,該公司目前已完成多種氧化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)和布局,其中包括由氧化鋯合成的鋯酸基固態(tài)電解質(zhì)。
除此之外,道氏技術(shù)表示,該公司成功制備了多種氧化物和硫化物固態(tài)電解質(zhì),實現(xiàn)了高離子電導(dǎo)率和良好的化學(xué)兼容性。特別是其固態(tài)電池在多次循環(huán)后保持了較高的容量和效率,展現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和長循環(huán)穩(wěn)定性。
固態(tài)電池作為極具發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮鷦?chuàng)新技術(shù),要實現(xiàn)真正的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化制造并不容易。業(yè)內(nèi)分析指出,固態(tài)電池的普及將先從半固態(tài)開始,循序漸進。后續(xù)待技術(shù)穩(wěn)定,工藝確定后成本下降,半固態(tài)電池將慢慢起量,而后逐步迭代到全固態(tài)電池。
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