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发布采购

固体锂电池技术以锂、钠等玻璃化合物为导电物质

日期:2021-1-13标签: (来源:互联网)

不同于当今广泛使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池,固态电池是一种利用固体电极和固体电解液的电池。目前还没有突破技术瓶颈,只能先使用半固态电池,即在液态电解液中加入固态电解质成分,保留原有电解液和隔膜,同时加入固态电解质成分。

上个周末,蔚来汽车宣布推出首款可达到150kWh续航1000公里的固态电池,并计划在2022年第四季度交付该产品。

A股锂电池概念股昨日受此打击,星源材质收跌16%,星云股份、奥克股份跌幅超11%,新宙邦跌幅近7%,恩捷股份、璞泰来、石大胜华等个股跌幅较大。

晚上,更多的锂电产业链企业在互动平台上回答投资者提问,就固态电池方面的问题做出了回应。

固体电池还没有上市,只是稍稍显露端倪,市场似乎已经受到惊吓。但是,兴业证券分析师朱玥认为,目前市场还不需要担心固态电池占领液态电池市场的问题

这是因为,按照目前的技术路线,BZX84C9V1LT1G稳态下固态电池有望被应用于消费、军事等成本不敏感的领域,而车用动力系统预计主要装入高端车型,占预计20%左右。

分析固体电池技术

固态电解质去钴化与正极去钴化有着本质的不同:正极去钴化能实现能量密度、成本等商业模式,但由于成本较高,若不进行技术革新,固态电解质难以实现大规模装车。

鉴于固态电池技术、成本等方面存在着很大的难题,上述分析人士预计现有的四种材料体系将长期保持稳定,并且蔚来所描述的新正负极技术在行业内并不是一个重大创新,领先电池厂商已经掌握了技术。

所以兴业证券认为,液态电池是长期的主流,固态电池十年内不会有太大的发展空间,不是行业趋势,对现有液态电池系统的影响有限。

固体电池解析

固体电池是电池技术的一种。不同于当今广泛使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池,固态电池是一种利用固体电极和固体电解液的电池。

因为科学家们认为锂离子电池已经达到了极限,固态电池在最近几年被视为锂离子电池的继承者。固体锂电池技术以锂、钠等玻璃化合物为导电物质,取代了以往锂电池的电解液,大大提高了锂电池的能量密度。

换句话说,随着电动汽车技术的发展,固态电池将会取代目前广泛使用的锂电池。

根据兴业证券的观点,固态电池采用的是固态电解质,去除了隔膜和电解液(隔膜只能耐140~160度的温度,容易出现热失控,电解液为聚合物液体,易燃聚合物),电池安全性提高。

但是,它的缺点是:不使用电解液,电池电导率低,造成内阻大,循环性能、倍率性能较差。

目前还没有突破技术瓶颈,只能先使用半固态电池,即在液态电解液中加入固态电解质成分,保留原有电解液和隔膜,同时加入固态电解质成分。

兴业证券预计,这样做,电池成本将提高100%以上,而商业价值有限。

具体地说,蔚来推出的150度固态电池包,上述经纪人看到,这只是初级半固态电池,与特斯拉无钴电池有本质区别,难以代表行业潮流。

一、是相对初级的半固态电池,改善了界面层,增加了热稳定性,增加了安全度(提高了热失控临界点),预计材料在界面层的成本较高。

二、现有的四大材料体系,尤其是隔膜和电解液,没有多少变化,没有什么影响。

三、能量密度提高到360Wh/kg(现有平均水平为250Wh/kg),主要是在正负极上进行改进,采用了锂化负极和纳米镀膜超高镍负极,量产的进展需要看后续进展。

四、由于150kWh的电池容量和能量密度的提高,1000km的续航时间也增加了。

汽车公司已准备就绪

当前,国内外汽车龙头企业都已经在固态电池领域进行了布局。

在固态电池方面研究较深的国内辉能科技、清陶科技、卫蓝新能源等企业都选择了氧化物系统,国际上领先的SolidPower采用硫化物系统,日本丰田、松下、日立也采用抱团合作的模式,对硫化物系统进行了深耕。QuantumScape在三个方面都进行了研究。

大部分国内电池厂商和国外的丰田,QuantumScape都是从半固态产品开始做起,它们与固态电解质混合。

目前,已经有至少三款样车分别搭载了半固态电池,以自卫蓝新能源和清陶科技。

此外,车企头头锂盐龙头也已纷纷入局。

在过去的两年里,北汽、上汽和广汽都参与了清陶能源的D/E/E+/E++轮融资。2010年,一汽参与辉能科技D轮融资。

卫蓝新能源:在中科院物理所和中科院科技成果转化基金的支持下,背靠中科院技术,同时获得投资(两者占股11.8%)。锂行业龙头天齐锂业进入资本市场。

赣锋锂业:直接参与进来,与中科院宁波材料所合资设立子公司浙江锋锂新能源;积极寻求与汽车企业的合作。

外国公司方面,大众汽车在2014年就已经持有QuantumScape5%的股份,2018年和2020年也分别增加了约3亿美元,现在持有31.1%。