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固態電池的"風口"要來了?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年03月03日  

今年年初以來,固態電池的好消息紛至沓來,我國及全球眾多巨頭及創業公司競相投資布局固態電池。


前有固態電池行業新勢力公司太藍新能源宣布完成數億元A++輪融資,本輪融資由中金資本、招商局創投聯合領投,清研資本、全新世資本、國鼎資本等知名投資機構共同參和,這已是太藍新能源獲得的第二筆融資。后有半年融兩輪,輝能科技獲國新科創數千萬美元投資。各路資本紛紛入局。


那么,身價暴漲的固態電池到底是何方神圣,和磷酸鐵鋰電池相比優勢在哪?固態電池的風口要來了?


何為固態電池?


固態電池被視為一種突破當今電動汽車性能限制的方法,因其使用的是固體電解質,替代了傳統鋰電池的電解液和隔膜,能大幅降低熱失控風險,安全性更好;通過采用金屬鋰負極,能將電池能量密度提升70%以上。


目前的固態電池采用的是NMC正極、石墨硅負極、液態電解液和多孔隔膜。下一代全固態電池將采用NMC正極、鋰金屬負極、氧化物/聚合物/硫化物固態電解質。


電解液從液態到固態的變化將加強安全性,負極從石墨或石墨硅到鋰金屬負極將新增能量密度。為此,固態電池可以做得更安全、更高性能、更大,并且能夠支持雙極電芯等概念的創新。


那么,和受終端車企和電池廠商熱捧的磷酸鐵鋰電池相比,固態電池好在哪?


目前,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是現階段電動汽車動力鋰電池領域最主流的兩種技術路線。


從我國汽車動力鋰電池產業創新聯盟公布了2022年五月動力鋰電池月度數據來看,2022年五月,我國動力鋰電池裝機量18.6GWh。其中,磷酸鐵鋰電池裝機量10.2GWh,占總裝機量55.1%。


數據上看,磷酸鐵鋰電池在裝機量方面已反超三元電池。相比三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池的安全性和穩定性更強,循環壽命更長,僅在能量密度和續航里程方面略遜一籌。


而固態電池恰好可以彌補這一劣勢,因為固態電池能量密度普遍較高。


五月二十八日,國軒高科工程研究院總院副院長徐興無透露,公司研發的單體能量密度高達360Wh/kg,系統能量密度達到260Wh/kg的半固態電池今年將裝車。


在此之前,贛鋒鋰業第一代固態電池,其能量密度約為260Wh/kg,公司第二代固態電池,能量密度將達到360Wh/kg。


而業內普遍認為固態電池以其高安全性、高比能量的技術優勢將成為下一個萬億級的超級賽道,也是電池技術的終級解決方法。


何時能產業化?


基于上述優勢和挑戰,固態電池在安全性和能量密度上具有強大的潛力,但現階段固態電池也面對著一系列的挑戰,如界面穩定性、不同的熱管理需求、充電狀態和非充電狀態下鋰金屬的能量變化、鋰金屬的額定容量、制造過程中和使用過程中材料的魯棒性。


在國內市場,電池公司方面除了贛鋒鋰電、衛藍新能源、國軒高科,目前,CATL、比亞迪、孚能科技、蜂巢能源等也都在固態電池領域有所布局。


國內車企方面,目前非常明確布局固態電池的,重要包括比亞迪、蔚來汽車、北汽新能源、東風汽車、上汽集團、長城汽車等公司。


在國際市場上,歐美和日韓公司已經在下一代固態電池領域的研發上處于領先地位。2021年以來,以福特、奔馳、寶馬、戴姆勒等為首的多家跨國公司在宣布電動汽車發展規劃時,均提及了關于電池行業的布局,并已經制定了固態電池商業規劃,開展相關業務布局。


日產、本田先后公布了有關固態電池的最新計劃。四月,日產汽車表示,計劃在今年建立全固態電池的實驗室級別可行性研究,2024年在日本橫濱設立生產線,2028年正式實現全固態電池裝車。本田在汽車電動化業務說明會上宣布,將投資約430億日元(約合人民幣22億元)建設一條全固態電池的示范生產線,預計2024年春季投產。


三星SDI于今年三月已經開始建其第一條全固態電池的試驗線。此外,LG新能源和SKOn也都在開發全固態電池技術,目標是在2030年左右開始量產。


但是,固態電池量產的時代還未到來,材料成本、技術問題仍是固態電池的兩大痛點,只有得到合理的概念驗證,固態電池才能夠產業化。


CATL也曾判斷,固態電池小規模商業化至少要到2025年以后。


總而言之,固態電池已經處于在風口之上,不少機構表示,固態電池市場潛力巨大。國海證券預計,2030年全球固態電池出貨量或將突破250GWh,市場空間有望達到1500億元以上。


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