固態電池量產加速,鋰電池產業創新迫在眉睫

Mondo 科技 更新 2024-02-08

2月5日,廣汽愛安浩博品牌發布公告稱,公司在全固態電池研發方面取得新突破。

浩博電池研發部負責人李進表示,此次技術突破的關鍵點是將全固態電池的能量密度從300Wh kg提高到350Wh kg,這意味著在相同重量下,電池功率可以提高3倍。

業內普遍認為,這一技術進步標誌著全固態電池又向前邁進了一步,鋰電池的產業創新也迎來了新的進展。

不久前,中國全固態電池產學研協同創新平台在北京亮相。 工業和資訊化部裝備產業第一司副司長郭守剛表示,以全固態電池為代表的新一代動力電池已成為全球動力電池行業未來發展的重要方向。

中信**判斷,隨著半固態電池的產業化和整車裝載的領先,全固態電池的未來是可以預期的。 同時,隨著產業鏈成本的降低和產業化,固態電池產業的各個環節都將全面受益。

半固態電池先行

傳統的液態鋰電池主要由正極、負極、電解液和隔膜四大關鍵元素組成。 另一方面,固態電池是一種使用固態電極和固態電解質的電池。

傳統液態鋰電池的兩端是電池的正負極,液態電解質在中間。 鋰離子在正極到負極再到正極的來回運動過程中,電池的充放電過程完成。 固態電池的工作原理相同,其中正極中的鋰離子從活性材料中脫嵌,並在充電過程中通過固體電解質遷移到負極。

一位來自動力電池研究院、從事固態電池研發的研發人員告訴《紐約時報》記者,雖然液態電池技術已經比較成熟,但仍存在電池熱失控等安全隱患,而且隨著新能源汽車市場容量的快速擴大, 動力電池對高能量密度和高安全性的迫切需求推動了固態電池的發展。

與液態鋰電池相比,固態電池具有安全性高、能量密度高、體積小、耐低溫等優點。

據悉,固態電池可分為半固態、準固態和全固態三種,區別在於所含液體電解質的質量。 其中,半固態電池液體電解液質量百分比小於10%,準固態電池液體電解液質量百分比小於5%,全固態電池不含任何液體電解質,其電解質材料為固體。

目前,全球範圍內所有固態電池主要處於研發和試製階段。 上述研發人員表示,從液態電池到固態電池,他們首先將面臨電解質材料的變化,進而帶來工藝的變化。

據介紹,目前固態電池的主流技術路線有三條,包括聚合物固態電池、氧化物固態電池和硫化物固態電池。

材料技術和製備技術不夠成熟,生產成本過高,成為制約全固態電池產業化的主要因素。 業界普遍認為,全固態電池規模化至少需要10年時間。 正因為如此,半固態電池被公認為是一條更加工業化的技術路線。

據介紹,目前,日韓歐美等海外企業更傾向於硫化物技術路線,致力於全固態電池的開發,產業化程序相對較慢; 國內大多數企業選擇氧化物技術路線,開發的產品大多是半固態電池。

2023年底,蔚來汽車創始人兼董事長李斌通過直播測量了150kWh超長續航電池組的續航里程,將半固態電池的量產帶入了現實場景。 搭載該電池的全電動轎車蔚來ET7最終行駛了1,044公里,總行駛時間為12公里4小時。

李斌透露,蔚來150kWh電池是目前全球最大量產、能量密度最高的電池組,可適配所有在售車型。

據悉,蔚藍新能源是該電池的龍頭電芯供應商,專注於混合固液鋰電池和全固態電池業務。

無獨有偶,2023年8月,同為初創電池公司的青島能源與上汽集團聯合研發了第一代半固態電池負載實驗,最大續航里程為1083公里。

上汽集團透露,從2024年開始,該公司的不同車型將量產半固態電池。 其中,智基L6將率先採用半固態電池技術。

國泰君安**分析稱,固態電池的普及將從半固態開始,逐步增加。 未來,當技術穩定,工藝確定後成本降低時,半固態電池的體積會慢慢增加,然後逐步迭代到純固態電池。

領先的汽車公司正在爭先恐後地布局

今年以來,固態電池賽道頻頻出現新趨勢。 1月初,在美國上市的固態電池公司Quantum Landscape宣布,該公司開發的固態電池已通過德國大眾汽車的50萬公里耐久性測試。 據大眾汽車集團稱,該電池已經測試了幾個月,並完成了 1,000 次充電迴圈。

隨後,豐田宣布已成功攻克固態電池瓶頸,其發布的固態電池在能量密度和充電速度上均有重大突破,充電10分鐘續航里程可達1500公里。

國內車企方面,蔚來、長安、比亞迪、吉利、上汽、廣汽、長城、沃亞、希愛力都在加速布局固態電池技術路線。

其中,廣汽集團已明確宣布在固態電池領域取得突破,當電芯能量密度達到400Wh kg時,可以滿足極端環境下電池的安全可靠性要求,並計畫在2026年實現安裝。

2023年底,長安汽車與贛鋒鋰業聯合簽署《合作備忘錄》,計畫加快(半)固態電池研發的合資專案和製造產業化專案,以下一代汽車動力電池(半)固態電池研發為基礎開展合作。

據悉,長安汽車目前正在研發的固態電池重量可達350-500瓦時千克和750-1000瓦時公升,有望在2030年全面普及。

事實上,龍頭車企對固態電池的布局,離不開動力電池企業的支援。 目前,寧德時代、中創航空、國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能、贛鋒鋰業等都在加速固態電池的技術創新和商業化。

中國創新航空戰略品牌負責人鄭翔告訴《紐約時報》記者,近年來,公司圍繞半固態和固態電池做了大量的研發工作,下一階段是推動降本,讓成本更加優化。

在他看來,全固態電池的商業化還需要一些時間。 技術成熟後,固態電池不僅可以應用於乘用車領域,還可以應用於航空航天領域。 只有在成本和技術之間取得良好的平衡,固態電池才有可能實現商業化。

有望重塑電池產業鏈

目前,以全固態電池為代表的新一代動力電池已成為全球動力電池行業未來發展的重要方向。 為了鼓勵技術創新,近年來,中國出台了一系列政策,支援相關企業解決全固態電池技術的關鍵問題。

2020年發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》指出,要加快固態動力電池技術的研發和產業化。 這是中國首次將固態電池的研發提公升到國家層面。

今年1月19日,工信部副部長辛國斌特別提到,下一步,工信部要支援企業開展聯合創新,加大汽車晶元、全固態電池、高水平自動駕駛的技術攻關,進一步提公升產品的市場競爭力。

隨後,中國全固態電池產學研協同創新平台正式亮相。 中國工程院院士、中科院物理研究所研究員陳立泉在揭牌儀式上表示,要提高全固態電池的能量密度、倍率效能和迴圈壽命,不僅要關注全固態鋰電池的基礎科學問題, 如新型電解質材料、介面改性、電池失效機理等,也關注全固態電池的關鍵技術問題,如電解液量產製備技術、大面積固態電解質膜連續製備技術、全固態電池一體化製備技術等。

受上述訊息影響,今年以來,A股固態電池板塊呈現小幅上公升趨勢,當科技崛起時,榮柏科技、向風華、杉杉股份等產業鏈相關企業圍繞固態電池的發展趨勢進行了技術創新。

以當盛科技為例,公司自主研發了固態鋰電池正極材料、新型富鋰錳基材料等多種正極材料。 2021年和2022年,當盛科技將分別獲得蔚藍新能源和青島能源的大訂單,採購的核心是固態鋰電池材料。

事實上,不僅是正極和負極材料公司,原本會受到固態電池趨勢影響的電解質公司也在加速技術創新。

領先的電解液公司凱宙透露,目前,該公司已申請了30多項固態電池相關專利,股份公司已建成固態電池試製平台和測試線。

中信**判斷,隨著半固態電池的產業化,全固態電池的未來是可以期待的。 在材料體系方面,預計正極材料將從高鎳三元向富鋰錳基過渡,負極將從矽碳負極向金屬鋰過渡。 隨著產業鏈成本的降低和產業化,固態電池產業的各個環節都將充分受益。

相關問題答案

    廣汽宣布將於2024年量產固態電池!它在短短十分鐘內就擁有 800 公里的續航里程

    固態電池被譽為下一代動力電池,被廣泛認為是電動汽車領域的終極解決方案。與目前的液態鋰離子電池相比,固態電池在能量密度 充電速度和安全性方面都有革命性的提公升。雖然目前的液態鋰離子電池正在接近能量密度的極限,但固態電池通過使用固態電解質可以輕鬆實現現有鋰離子電池兩倍的能量密度,達到 Wh kg以上。這...

    固態電池還是量產?

    固態電池的歷史可以追溯到 年,當時 Scrosati B 首次報道了固態鋰離子原電池。隨後,在年,日本東芝公司宣布開發一種實用的Li Tis薄膜全固態電池。在過去的幾十年裡,固態電池在動力電池和儲能領域不斷取得突破,成為電池行業的創新點。固態電池主要生產製備路線已基本成熟, 改造完成。進入年,固態電...

    日本潛艇創新鋰電池引領未來!

    鋰電池,日本潛艇的新動力源。去年月日,日本海上自衛隊 大鯨 級首艦 大鯨 號下水,標誌著日本常規潛艇的一次創新。與傳統的斯特林發動機相比,大鯨級潛艇採用先進的鋰電池技術,為潛艇提供更長的潛水能力。常規潛艇的動力總成挑戰。常規潛艇主要依靠柴油發動機,在水下航行時會消耗大量氧氣。傳統的鉛酸蓄電池容量有限...

    國產全固態電池量產,續航里程超過1200km,續航里程焦慮或將大大降低

    在新能源汽車領域,電池技術一直是關注的焦點和挑戰之一。雖然傳統鋰離子電池正在逐漸成熟,但在續航里程 安全效能 環境適應性等方面仍存在侷限性。固態電池作為電動汽車新能源的核心技術,因其在能量密度 穩定性和安全性方面的顯著優勢,成為新的希望。固態電池使用固態電解質,可實現更高的能量密度和更長的續航里程,...

    國產全固態電池量產,續航里程超過1200km,續航里程焦慮或不再燃

    電動汽車作為新能源汽車領域的重要組成部分,一直面臨著續航里程的限制。傳統的鋰離子電池雖然經歷了多年的技術發展,但在續航里程 安全效能和環境適應性等方面仍存在一定的侷限性。在低溫環境下,電池壽命大大降低 在高溫環境下,電池的安全性也面臨一定的風險。此外,電池能量密度的瓶頸也是阻礙電動汽車技術進步的關鍵...