固態(tài)電池反復活躍！一文解讀行業(yè)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭羊
2024年四季度，固態(tài)電池行業(yè)持續迎來(lái)變化：①華為硫化物固態(tài)電池專(zhuān)利曝光；②寧德時(shí)代已將全固態(tài)電池研發(fā)團隊擴充至超1000人，寧德時(shí)代目前主攻硫化物路線(xiàn)，在近期已進(jìn)入20Ah樣品試制階段；③太藍新能源、長(cháng)安汽車(chē)聯(lián)合發(fā)布無(wú)隔膜固態(tài)電池技術(shù)，實(shí)現極片復合固態(tài)電解質(zhì)層隔膜功能替代。
今年政府給產(chǎn)業(yè)界全固態(tài)電池提供研發(fā)支持，其中部分資金需要企業(yè)的研發(fā)項目取得進(jìn)展后到位。政府給予部分公司資金支持進(jìn)行固態(tài)電池難點(diǎn)攻堅，有利于確保中國在新能源技術(shù)上保持領(lǐng)先優(yōu)勢。結合整車(chē)廠(chǎng)與電池廠(chǎng)的布局情況來(lái)看，產(chǎn)業(yè)端對于固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)態(tài)度更為明確且進(jìn)一步提速。
當前市場(chǎng)對固態(tài)電池電解質(zhì)各技術(shù)路線(xiàn)的解讀較多，為進(jìn)一步深入探究固態(tài)電池在材料、設備端的更新情況，財聯(lián)社VIP特聯(lián)合蜂網(wǎng)火線(xiàn)直連“鋰電池”行業(yè)專(zhuān)家，調研固態(tài)電池正負極、生產(chǎn)設備以及新應用領(lǐng)域的更多行業(yè)進(jìn)展，并于11月12日在新欄目《金牌紀要庫》中發(fā)文。
【交流紀要】
問(wèn)題一：目前固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度如何？預計何時(shí)可以大規模應用？
專(zhuān)家：固態(tài)電池（包括半固態(tài)）的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程在今年明顯加快。這得益于技術(shù)優(yōu)勢的逐漸顯現、國家政策的支持以及市場(chǎng)對新技術(shù)形態(tài)的預期增強。國內頭部大廠(chǎng)對固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)展的預期已提前到2027年左右，2030年左右可能實(shí)現上車(chē)應用。日本則預期 2030 年開(kāi)始實(shí)現全固態(tài)電池大規模應用。
電解質(zhì)方面，國內主要采用氧化物和復合電解質(zhì)（氧化物+聚合物），硫化物路線(xiàn)雖然擁有更高的離子電導率和良好的機械性能，但仍然面臨成型難、化學(xué)穩定性差等問(wèn)題?？傮w而言，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化仍在推進(jìn)中，技術(shù)路徑的選擇將影響其最終性能和市場(chǎng)接受度。
問(wèn)題二：固態(tài)電池在正極材料方面有什么更新？哪些公司涉及這一環(huán)節？
專(zhuān)家：固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈與液態(tài)鋰電池的區別在于中游材料端負極材料和電解質(zhì)的不同，在正極材料方面基本一致。
固態(tài)電池的發(fā)展肯定需要更高容量的正極材料。相比傳統的鋰離子電池正極材料，高鎳三元正極材料擁有更高的克容量，顯著(zhù)增強了電池的能量密度，進(jìn)而提升了電動(dòng)汽車(chē)的續航能力。除了能量密度上的優(yōu)勢，高鎳三元材料還展現出優(yōu)異的充放電特性和成本效益。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，正極材料也將從高鎳升級到超高鎳，向鎳錳酸鋰、富鋰錳基等材料開(kāi)始發(fā)展。
這個(gè)環(huán)節主要涉及當升科技、容百科技、盟固利等正極材料供應商。
問(wèn)題三：為什么負極材料會(huì )成為固態(tài)電池升級的關(guān)鍵環(huán)節？當前哪些創(chuàng )新技術(shù)有所應用？
專(zhuān)家：傳統石墨負極的鋰離子電池能量密度越來(lái)越接近理論上限，因此負極材料從石墨體系升級到了預鋰化的硅基負極或者鋰金屬負極。
硅因其高容量（約4200 mAh/g）而成為鋰離子電池負極材料的熱門(mén)選擇。但在充放電過(guò)程中，硅的體積膨脹和收縮會(huì )導致材料的結構破壞，從而影響循環(huán)壽命?，F在復合負極材料的開(kāi)發(fā)正在興起，例如將硅與碳材料結合，以利用硅的高容量和碳的導電性。這種復合材料可以在一定程度上緩解硅的體積膨脹問(wèn)題，提高循環(huán)穩定性。
目前，新型碳材料（如碳納米管和石墨烯）正在被研究，以提高電池性能，代表企業(yè)為天奈科技和道氏技術(shù)。
問(wèn)題四：固態(tài)電池在設備端與傳統電池是否存在差異？哪些公司在設備端具備競爭力？
專(zhuān)家：由于固態(tài)電解質(zhì)層的存在，固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝與傳統液態(tài)電池有很大不同，可能一半以上的現有設備需要更新。比如，傳統的卷繞工藝不再適用，需要轉向疊片工藝；傳統的輥壓設備也難以適用，需要重新開(kāi)發(fā)設備和工藝，設備迭代可能達80%-90%。
當前市場(chǎng)比較關(guān)注干法電極技術(shù)。該技術(shù)直接將活性材料、導電劑和粘結劑混合成干粉，通過(guò)機械壓制的方式形成電極片，能夠顯著(zhù)提高電極的壓實(shí)密度，可達到傳統濕法電極的1.2到1.3倍。這個(gè)技術(shù)需要用到特定的滾壓設備來(lái)滿(mǎn)足干粉物料的攪拌和壓制需求，由于成本高于傳統方法，因此尚未被大規模采用，但未來(lái)有望成為推動(dòng)固態(tài)電池商業(yè)化的重要技術(shù)之一。
供應商方面，贏(yíng)合科技已成功開(kāi)發(fā)了干法固態(tài)極片輥壓設備、干法攪拌設備和相關(guān)疊片工藝；納科諾爾已經(jīng)推出干法電極設備四輥、五輥、八輥、十輥等系列產(chǎn)品。
問(wèn)題五：固態(tài)電池在低空領(lǐng)域的應用有何期待？哪些公司已經(jīng)開(kāi)啟布局？
專(zhuān)家：從安全性考慮，由于固態(tài)電池采用固體電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì)，有效降低了電池在極端條件下起火和爆炸的風(fēng)險，從而提升了飛行器的安全性。
再從電池性能考慮，固態(tài)電池擁有更長(cháng)的循環(huán)壽命，這意味著(zhù)它們可以在不更換電池的情況下，支持飛行器更長(cháng)時(shí)間的運行，增強了飛行器的可靠性和經(jīng)濟性；固態(tài)電池具有更高的能量密度，這意味著(zhù)在相同體積下可以存儲更多的能量。對于飛行器而言，這可以減輕其總重量，從而提高飛行效率和續航能力，對于提升飛行器的性能至關(guān)重要；固態(tài)電池在極端溫度下的性能更為穩定；對于需要在不同氣候條件下運行的低空飛行器來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
目前許多eVTOL主機廠(chǎng)已經(jīng)與電池廠(chǎng)商開(kāi)啟合作，比如商飛與寧德時(shí)代、小鵬匯天與中創(chuàng )新航，億航智能與欣界能源（海目星），藍海華騰投資高能時(shí)代等案例落地。
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