一 固態(tài)電池:鋰二次電池的最終形態(tài)
(一)固態(tài)電池具備能量密度與安全性雙重優(yōu)勢(shì)
液態(tài)電池存在本征安全性問題肉盹,電解液成為關(guān)鍵岂津。熱失控被認(rèn)為是電池安全問題的主要 原因,其結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸筹麸,在電池?zé)崾Э剡^程中耸携,電解液的易燃纵诞、易氧化忙干、高化學(xué)活性的特點(diǎn)使其成為熱失控過程中的關(guān)鍵器予。熱失控誘因包括過充、外部加熱捐迫、內(nèi)部短路和機(jī)械故障乾翔。在充放電過程中,往往會(huì)有一部分鋰無法嵌入負(fù)極施戴,反而沉積在負(fù)極表面反浓,形成鋰枝晶,鋰枝晶生長(zhǎng)刺穿隔膜造成內(nèi)短路赞哗,過熱開始雷则。此后SEI膜、隔膜肪笋、 電解質(zhì)月劈、正極材料相繼分解并釋放熱量、氧氣藤乙,助推熱量的進(jìn)一步積累猜揪,最終達(dá)到電解 液的燃燒條件,電池發(fā)生熱失控湾盒,最終起火湿右、爆炸。
固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)取代電解液罚勾,具備安全性優(yōu)勢(shì)毅人。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)部分 或全部代替電解液。固態(tài)電解質(zhì)主要包括聚合物尖殃、氧化物丈莺、硫化物三種類型。與電解液 相比送丰,固態(tài)電解質(zhì)同時(shí)具備不易燃缔俄、耐高溫、化學(xué)活性低的特性器躏,此外還具備一定的力 學(xué)強(qiáng)度俐载,可以更好的抑制鋰枝晶生長(zhǎng),抵抗外界應(yīng)力沖擊登失,降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)遏佣,從而大幅 提高電池安全性能。固態(tài)電解質(zhì)兼容更高比容量正負(fù)極材料揽浙,打開能量密度上升空間状婶。"里程焦慮"是電動(dòng)車 領(lǐng)域始終繞不開的話題意敛,也不斷推動(dòng)著電池能量密度的不斷提高。正負(fù)極材料化學(xué)體系 決定著電芯能量密度的上限膛虫。與電解液相比草姻,固態(tài)電解質(zhì)具備更高的安全性與更寬的電壓窗口,有望解決高壓正極材料如富鋰錳基稍刀、尖晶石鎳錳酸鋰與現(xiàn)有電解液不兼容的問題撩独。固態(tài)電解質(zhì)具備一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,可以補(bǔ)償負(fù)極材料尤其是硅基材料的體積變化應(yīng)力掉丽,也不容易導(dǎo)致鋰損耗跌榔,提升硅基材料循環(huán)性能,從而使硅基負(fù)極向更高硅含量拓展捶障。此 外僧须,固態(tài)電解質(zhì)適配鋰金屬負(fù)極,有望最終實(shí)現(xiàn)鋰金屬電池的產(chǎn)業(yè)化项炼。
(二)全固態(tài)尚未成熟担平,半固態(tài)率先量產(chǎn)
全固態(tài)電池界面接觸問題較為嚴(yán)重,工藝尚不成熟锭部,生產(chǎn)成本高昂暂论。固態(tài)電解質(zhì)缺乏流 動(dòng)性,導(dǎo)致固-固接觸面積小拌禾,阻抗增大等問題出現(xiàn)取胎,整體電導(dǎo)率較低,制約固態(tài)電池產(chǎn) 業(yè)化應(yīng)用湃窍。研發(fā)合適的固態(tài)電解質(zhì)以及電極材料體系難度較大闻蛀,且目前固態(tài)電池的工藝 技術(shù)尚未成熟,特別是在大規(guī)模生產(chǎn)方面存在一些挑戰(zhàn)您市。此外觉痛,固態(tài)電池使用的材料多 為新型材料,成本相對(duì)較高茵休,由于制造工藝尚未成熟薪棒,生產(chǎn)設(shè)備和流程的投入也較大, 導(dǎo)致在當(dāng)前情況下固態(tài)電池的生產(chǎn)成本居高不下榕莺。
半固態(tài)電池兼具性能與生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)俐芯。半固態(tài)電池是液態(tài)電池向全固態(tài)電池過渡的中間方案,采用原位固化技術(shù)引入聚合物凝膠網(wǎng)絡(luò)钉鸯,通過在正極材料泼各、負(fù)極材料或隔膜兩側(cè)涂覆固 態(tài)電解質(zhì),同時(shí)保留傳統(tǒng)液態(tài)電解液亏拉,實(shí)現(xiàn)固-液混合扣蜻。與液態(tài)電池相比,半固態(tài)電池引入了固態(tài)電解質(zhì)及塘,可以在現(xiàn)有體系的基礎(chǔ)上提升能量密度與安全性莽使;與全固態(tài)電池相比,半固態(tài)電池保留了部分電解液笙僚,改善了電導(dǎo)率以及界面接觸的問題芳肌。由于基本保留了液態(tài)電池結(jié)構(gòu),半固態(tài)電池與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容度高肋层,沒有對(duì)電池企業(yè)生產(chǎn)工藝帶來更大挑戰(zhàn)亿笤,綜合來看是行業(yè)目前更優(yōu)的選擇方案。
半固態(tài)電池未來市場(chǎng)滲透率有望提升栋猖。考慮到固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展尚處于早期,材料 實(shí)際價(jià)格與原材料成本相差較大赦拘,加工成本高昂忽冻,我們認(rèn)為隨著技術(shù)的不斷完善疊加規(guī) 模效應(yīng),半固態(tài)有望率先在各個(gè)下游場(chǎng)景中得到應(yīng)用雌团。半固態(tài)電池可以適配更高比容量 的正負(fù)極材料燃领,能量密度提升后,單位成本有望進(jìn)一步降低锦援。綜合考慮半固態(tài)電池相比 液態(tài)電池在安全性猛蔽、能量密度上的優(yōu)勢(shì),我們認(rèn)為半固態(tài)電池具備較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力灵寺,未來市場(chǎng)滲透率有望逐漸提升曼库。
二 產(chǎn)業(yè)化之路:動(dòng)力電池半固態(tài)先行,消費(fèi)領(lǐng)域多場(chǎng)景拓展
(一)國內(nèi)半固態(tài)電池率先產(chǎn)業(yè)化
固態(tài) or 半固態(tài)研發(fā)加速替久。2015 年后國內(nèi)企業(yè)不斷加大對(duì)固態(tài)電池領(lǐng)域研發(fā)力度凉泄,相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量大幅上升,根據(jù)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站檢索蚯根,目前共有3147項(xiàng)固態(tài)電池相關(guān)專利后众。
國內(nèi)半固態(tài)電池率先產(chǎn)業(yè)化。與海外企業(yè)直接專注于全固態(tài)動(dòng)力電池不同颅拦,國內(nèi)企業(yè)以市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)為主蒂誉,主要布局目前可量產(chǎn)的半固態(tài)電池路線。早在2020年12月距帅,蜂巢能源就推出了"果凍電池"右锨,基于聚合物凝膠化技術(shù),起到"不起火碌秸、不冒煙绍移、自愈合"的效果悄窃。贛鋒鋰業(yè)第一代半固態(tài)電池能量密度為 260Wh/kg,第二代固態(tài)電池采用鋰金屬負(fù)極蹂窖,能量密度達(dá) 400Wh/kg轧抗,安全性達(dá)到車規(guī)要求。國軒高科 360Wh/kg 高比能半固態(tài)電池已通過新國標(biāo)安全測(cè)試并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段瞬测。億緯鋰能22年12月發(fā)布 50Ah 軟包半固態(tài)電池横媚,能量密度 330Wh/Kg,循環(huán)壽命超過1000次月趟,使用溫度可拓展到-20℃-80℃灯蝴,已完成設(shè)計(jì)定型,處于裝車驗(yàn)證階段孝宗。2023年4月穷躁,寧德時(shí)代推出凝聚態(tài)電池,兼具高比能+高安全碳褒,能量密度更是高達(dá) 500Wh/kg折砸,打破當(dāng)前體系能量密度天花板,滿足航空級(jí)的質(zhì)量與安全要求沙峻。
半固態(tài)電池裝車量產(chǎn)加速驗(yàn)證睦授。目前半固態(tài)電池已經(jīng)在相關(guān)車型上得以量產(chǎn)驗(yàn)證。東風(fēng) 旗下已有兩款搭載半固態(tài)電池車型摔寨,22 年 E70 實(shí)現(xiàn)首批小規(guī)模交付去枷,23 年嵐圖追光正式量產(chǎn),但其電池性能相較于目前液態(tài)電池而言并不具備優(yōu)勢(shì)是复。蔚來 ET7 可搭載衛(wèi)藍(lán)新能 源研發(fā)的 360Wh/kg 電芯删顶,續(xù)航可突破1000 公里,于今年 6 月底實(shí)現(xiàn)交付淑廊,進(jìn)入量產(chǎn)階段逗余。賽力斯SERES5 搭載贛鋒鋰業(yè)第一代固態(tài)電池,能量密度為 260Wh/kg季惩,今年 6 月已經(jīng)實(shí)現(xiàn)首批交付录粱。上汽、長(zhǎng)安画拾、廣汽啥繁、北汽等車企也都推出了半固態(tài)電池的裝車計(jì)劃。
(二)全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需時(shí)日
海外專注于全固態(tài)電池青抛,大規(guī)模裝車仍需時(shí)日旗闽。早在2011年,法國 Bolloré就推出了搭 載固態(tài)電池的乘用車BlueCar,成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)聚合物電解質(zhì)固態(tài)電池商業(yè)化的公司适室,但當(dāng)時(shí)固態(tài)電池相比液態(tài)電池并不具備性能優(yōu)勢(shì)嫡意。美國擁有多家固態(tài)電池獨(dú)角獸公司,主要專注于全固態(tài)電池亭病,技術(shù)類型多樣鹅很,聚合物、氧化物罪帖、硫化物均有布局。日韓多家巨頭公司布局固態(tài)電池領(lǐng)域較早邮屁,主要專注于硫化物全固態(tài)電池整袁。
豐田突破全固態(tài)電池核心技術(shù),挑戰(zhàn)2027年量產(chǎn)裝車佑吝。此前坐昙,全固態(tài)電池循環(huán)壽命較短 是核心難題。固體電解質(zhì)隨著電池的充放電反復(fù)膨脹和收縮芋忿,可能會(huì)引發(fā)龜裂炸客,導(dǎo)致鋰 離子在正負(fù)極之間的流動(dòng)會(huì)變得困難。2023年7月戈钢,豐田正式宣布痹仙,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了克服這 一難題的新技術(shù),其研發(fā)的全固態(tài)電池充電不到10分鐘即可行駛約1200公里殉了。豐田預(yù) 計(jì)其全固態(tài)電池將全面進(jìn)入面向量產(chǎn)研發(fā)的階段开仰,未來將搭載到 BEV 車型上,計(jì)劃在 2027~28 年投入實(shí)際應(yīng)用薪铜。
三星全固態(tài)電池進(jìn)入中試階段众弓,預(yù)計(jì) 2027 年量產(chǎn)。2021 年底隔箍,三星 SDI 推出全新電池品牌"PRiMX"谓娃,并宣布了全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃。三星在 2021 年已經(jīng)完成了 PP Scale Material 層面的工作蜒滩,2022 年全固態(tài)電池中試生產(chǎn)試驗(yàn)線在水原市開工滨达,公司規(guī)劃 2025 年開發(fā)出全固態(tài)電池原型產(chǎn)品,2027年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)帮掉。三星 SDI 的全固態(tài)電池結(jié)合了 NCA 高鎳技術(shù)弦悉、高性能硫化物型固態(tài)電解質(zhì)、新型陰極和堆疊技術(shù)蟆炊,可以實(shí)現(xiàn)更高的安全性 以及整車輕量化效果稽莉。
(三)3C 數(shù)碼、無人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景拓展
聚合物固態(tài)電池率先應(yīng)用于消費(fèi)領(lǐng)域涩搓。在消費(fèi)電池領(lǐng)域污秆,聚合物固態(tài)電池又被成為鋰聚 合物電池劈猪,得益于其能量密度高、靈活性強(qiáng)良拼、小型化战得、超薄化、輕量化庸推、高安全性的優(yōu) 勢(shì)常侦,在 PDA、筆記型電腦贬媒、手機(jī)聋亡、無人機(jī)和電子煙領(lǐng)域中占有重要定位。從 2007 年的 第一代 iPhone 開始际乘,蘋果發(fā)布的 iPhone坡倔、iPad 廣泛使用鋰離子聚合物電池。大疆多款無 人機(jī)也搭載了鋰聚合物電池脖含。
氧化物罪塔、硫化物未來有望突破。除已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的聚合物體系以外养葵,氧化物征堪、硫化物 體系未來在消費(fèi)電池領(lǐng)域也有望突破。2023 年 3 月港柜,小米發(fā)布了預(yù)研的固態(tài)電池技術(shù)请契, 采用正極涂覆氧化物電解質(zhì),適配鋰金屬負(fù)極夏醉,不僅實(shí)現(xiàn) 6000mAh 超大容量爽锥、能量密度突破 1000Wh/L,更大幅提升低溫放電性能和安全性能畔柔。2023 年 5 月氯夷,據(jù)韓媒 The Elec 報(bào)道,三星 SDI 在加大動(dòng)力電池研發(fā)的同時(shí)靶擦,也計(jì)劃將開發(fā)的硫化物固態(tài)電池應(yīng)用在智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上腮考。
三 固態(tài)電解質(zhì):固態(tài)電池的核心組件
(一)固態(tài)電解質(zhì)為核心組件,包含聚合物玄捕、氧化物與硫化物三種類型
固態(tài)電池中固態(tài)電解質(zhì)為核心組件踩蔚,包含聚合物、氧化物與硫化物三種類型枚粘。在固態(tài)電 池中馅闽,固態(tài)電解質(zhì)代替電解液,起到離子導(dǎo)體的作用。與液態(tài)相比福也,其安全性更高局骤,且更適配高比容量正負(fù)極材料體系,但電導(dǎo)率相對(duì)較低暴凑,且與正負(fù)極材料接觸由固-液界面替換成了固-固界面峦甩,導(dǎo)致界面接觸問題較為嚴(yán)重。目前固態(tài)電解質(zhì)主要包含聚合物现喳、氧化物與硫化物三種類型凯傲,各具特點(diǎn)。
(二)聚合物:兼具柔性與低成本嗦篱,與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容度高
聚合物電解質(zhì)兼具柔性與低成本泣洞,率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)用。聚合物電解質(zhì)采用高分子聚合 物為電解質(zhì)基體默色,添加導(dǎo)電鋰鹽,構(gòu)成離子傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)狮腿。聚合物電解質(zhì)具備柔性與易加工 的特點(diǎn)腿宰,界面接觸相對(duì)較好。其主要基于現(xiàn)有的高分子材料體系缘厢,且與現(xiàn)有液態(tài)電池產(chǎn) 線兼容度高吃度,生產(chǎn)成本相對(duì)較低。早在 2011 年贴硫,法國 Bolloré就已經(jīng)推出了搭載固態(tài)電池的乘用車 BlueCar椿每,率先實(shí)現(xiàn)聚合物固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用。電導(dǎo)率與穩(wěn)定性相對(duì)較低英遭,抑制鋰枝晶能力有限间护。聚合物電解質(zhì)短板主要是其較低的室溫電導(dǎo)率,與氧化物挖诸、硫化物存在數(shù)量級(jí)以上的差距汁尺,故往往需要提升工作溫度。聚合物 依然基于有機(jī)物體系多律,其熱穩(wěn)定性相對(duì)較低痴突,電壓窗口較低(<4V),高壓下易氧化狼荞,與三元材料穩(wěn)定性有限辽装。聚合物材料硬度較低,抑制鋰枝晶能力有限相味。
體系組合多樣化拾积,LiTFSI 占比將會(huì)提升。在聚合物電解質(zhì)中,可以采用不同種類殷勘、不同 比例的高分子聚合物以及導(dǎo)電鋰鹽的組合此再,具備較高的靈活性,可以更好的適配應(yīng)用場(chǎng) 景的需要玲销。PEO 是以往研究中最早输拇、應(yīng)用最廣泛的聚合物電解質(zhì)基質(zhì),對(duì)鋰鹽具有良好 的親和力贤斜,對(duì)金屬鋰具有良好的相容性策吠。與電解液相比,在聚合物電解質(zhì)中瘩绒,鋰鹽溶解猴抹、 解離難度更大,需要通過增大陰離子半徑實(shí)現(xiàn)電荷更高程度的離域化锁荔,減少離子間的相互作用蟀给,從而提高電導(dǎo)率和溶解性。PEO 基電解質(zhì)中最常用的鋰鹽是 LiN(CF3SO2)2 (LiTFSI)阳堕,與其他鋰鹽相比跋理,它降低了 PEO 的結(jié)晶度,因此提高了聚合物-鋰鹽絡(luò)合物的離子導(dǎo)電性恬总。
(三)氧化物:穩(wěn)定性突出前普,綜合性能優(yōu)秀
氧化物電解質(zhì)穩(wěn)定性突出,綜合性能優(yōu)秀壹堰。氧化物固態(tài)電解質(zhì)具有相對(duì)較高的離子電導(dǎo) 率和更高的熱穩(wěn)定性拭卿,還具備最高的電壓窗口(>5V),可以更加適配高壓正極材料體系贱纠。此外峻厚,氧化物電解質(zhì)具備更高的硬度,能夠有效抑制鋰枝晶生長(zhǎng)并巍,提升電池安全性能目木。氧化物電解質(zhì)的制備對(duì)環(huán)境要求不苛刻,成本適中懊渡,易于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用刽射。
LLZO、LATP 應(yīng)用前景較大剃执。氧化物電解質(zhì)包括鈣鈦礦型誓禁、反鈣鈦礦型、NASICON 型肾档、 LiSICON 型摹恰、石榴石型與 LiPON 型辫继。鈣鈦礦型代表材料為 LLTO,它具有更高的晶體電導(dǎo)率與穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)俗慈,但其晶界電導(dǎo)率較低限制了總電導(dǎo)率姑宽,對(duì)鋰金屬不穩(wěn)定也限制了對(duì)鋰金屬負(fù)極的適配。NASICON 型代表材料為 LATP 與 LAGP闺阱,同樣具備高環(huán)境穩(wěn)定性炮车, 且穩(wěn)定電位可達(dá)5V,適配高壓正極材料酣溃,但是 LATP 依然存在對(duì)鋰金屬不穩(wěn)定的問題瘦穆, LAGP 由于存在鍺元素,成本過于高昂赊豌。石榴石型代表材料為 LLZO扛或,它具有高總離子電導(dǎo)率,高穩(wěn)定電壓(6V)碘饼,更好的熱穩(wěn)定性熙兔,且對(duì)鋰金屬穩(wěn)定,潛力更大艾恼。LiPON 型為非晶態(tài)材料黔姜,綜合性能優(yōu)秀,但往往只能用于薄膜類材料蒂萎。氧化物存在脆性較大和界面接觸的問題。氧化物脆性較大淮椰,導(dǎo)致負(fù)極充放電中體積變化無法補(bǔ)償五慈,在外力作用下也更容易破裂,也導(dǎo)致界面問題較為嚴(yán)重主穗,難以單獨(dú)使用泻拦。工藝上,氧化物需要高溫?zé)Y(jié)忽媒,較為復(fù)雜争拐,且?guī)砟芎膯栴}。
(四)硫化物:電導(dǎo)率相對(duì)更高晦雨,兼具柔性可加工
硫化物室溫電導(dǎo)率更高架曹,兼具柔性可加工,遠(yuǎn)期更具潛力闹瞧。硫化物室溫電導(dǎo)率更高绑雄,已 接近電解液電導(dǎo)率水平,還具備良好的柔性奥邮,使其能夠與活性材料形成更好的界面万牺,更 好的補(bǔ)償體積變化罗珍。在具備一定柔性的同時(shí),硫化物也有強(qiáng)的抑制鋰枝晶能力脚粟,為動(dòng)力 電池應(yīng)用場(chǎng)景中理論潛力最高的材料體系覆旱。工藝上,硫化物易于加工核无,可以通過冷壓法 制造扣唱,避免了氧化物的高溫?zé)Y(jié)步驟,但部分工藝需要惰性氛圍厕宗,生產(chǎn)成本高画舌,目前難 以規(guī)模化已慢。
LPS型與argyrodite型應(yīng)用前景較大曲聂。硫化物電解質(zhì)包括LPS、argyrodite型佑惠、thio-LISICON 型與 LGPS 型朋腋。LPS 主要為非晶態(tài)材料,代表材料為 Li3PS4膜楷、Li7P3S11旭咽,其熱穩(wěn)定性好, 成本較其它硫化物低赌厅,但其離子電導(dǎo)率相對(duì)其它硫化物也較低穷绵。argyrodite 型代表材料為 Li6PS5X (X = Cl, Br, I),其離子電導(dǎo)率較高特愿,對(duì)鋰金屬也相對(duì)穩(wěn)定仲墨,潛力更大。thio-LISICON 型代表材料為 Li3.25Ge0.25P0.75S4揍障,性能相較其它硫化物不夠突出目养,應(yīng)用潛力不大。LGPS 型 代表材料為 Li10GeP2S12 (LGPS)毒嫡,Li10SiP2S12 (LSPS)癌蚁,具備更高的離子電導(dǎo)率,然而其對(duì) 鋰金屬不穩(wěn)定兜畸、含有高成本的鍺等因素限制較大努释,有待進(jìn)一步研發(fā)。穩(wěn)定性問題較為嚴(yán)重咬摇,尚處于研發(fā)階段洽洁。硫化物電解質(zhì)對(duì)空氣、水分敏感菲嘴,會(huì)產(chǎn)生有害 氣體硫化氫饿自;界面穩(wěn)定性不高汰翠,導(dǎo)致更高的界面電阻;電壓窗口較低(1.7-2.3V)昭雌,易氧化复唤。硫化物電解質(zhì)各方面穩(wěn)定性問題較為嚴(yán)重,需要通過摻雜烛卧、涂層佛纫、包覆等策略解決, 導(dǎo)致較高的研發(fā)難度总放,目前還沒有進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段呈宇。
四 企業(yè)分布
(一)清陶能源
背靠院士技術(shù)團(tuán)隊(duì),攻克固態(tài)電解質(zhì)核心技術(shù)局雄。清陶(昆山)能源發(fā)展股份有限公司成 立于 2016 年甥啄,由中科院院士、清華大學(xué)教授南策文團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜創(chuàng)辦【娲睿現(xiàn)已建成"新能源材 料-固態(tài)鋰電池-自動(dòng)化裝備-鋰電池資源綜合利用-科研成果孵化-產(chǎn)業(yè)投資"的完 整產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈蜈漓,與多家主流車企建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系。公司歷經(jīng)多輪融資宫盔,估值超 240 億融虽。清陶構(gòu)建了自主可控的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系,已申請(qǐng)國家專利 500 多項(xiàng)灼芭,獲得授權(quán) 300 多 項(xiàng)有额。目前已突破固態(tài)電解質(zhì)材料(LLTO、LLZO)生產(chǎn)技術(shù)彼绷,可通過流延成型等多種方法 制備出氧化物-聚合物復(fù)合全固態(tài)電解質(zhì)膜谆吴,也可以生產(chǎn)多功能復(fù)合隔膜。
目前產(chǎn)能 1.7GWh苛预,遠(yuǎn)期規(guī)劃超 35GWh。2018 年 11 月笋熬,清陶能源建成全國首條可量產(chǎn) 固態(tài)鋰電池產(chǎn)線并正式投產(chǎn)热某,年產(chǎn)能 0.1GWh。2020 年 7 月企業(yè)在江西宜春建成 1GWh 動(dòng)力型固態(tài)電池產(chǎn)線胳螟。23 年 2 月昔馋,清陶新固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在昆山破土動(dòng)工,建成 后年產(chǎn)能將達(dá)到 10GWh糖耸。同月秘遏,公司與成都郫都區(qū)達(dá)成戰(zhàn)略合作,將投資 100 億元嘉竟,建設(shè) 15GWh 清陶能源動(dòng)力固態(tài)電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地邦危。公司核心生產(chǎn)設(shè)備和電解質(zhì)材料均為自研自產(chǎn)洋侨,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度業(yè)界領(lǐng)先。截至目前公司固態(tài)電池總產(chǎn)能為 1.7GWh倦蚪,在建產(chǎn)能 10GWh希坚,遠(yuǎn)期規(guī)劃超 35GWh。
牢牢綁定上汽集團(tuán)陵且,積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈合作裁僧。從 2018 年開始,清陶能源和上汽集團(tuán)就圍繞 固態(tài)電池展開了技術(shù)合作慕购;2020 年聊疲,上汽投資了清陶;2022 年沪悲,雙方成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室获洲;2023 年,雙方成立了合資公司可训。共同研發(fā)的固態(tài)電池產(chǎn)品將搭載于上汽智己昌妹、飛凡、榮威握截、MG 等車型上飞崖,預(yù)計(jì) 2025 年將達(dá) 10 萬輛的規(guī)模。此外谨胞,公司還與當(dāng)升科技固歪、翔豐華、利元亨分別在正負(fù)極材料胯努、生產(chǎn)設(shè)備上達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議牢裳。
(二)衛(wèi)藍(lán)新能源
背靠中科院物理所,技術(shù)實(shí)力雄厚叶沛。北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司成立于 2016 年蒲讯,位于北京房山竇店。公司由中國工程院院士陳立泉灰署、中科院物理所研究員李泓判帮、原北汽新能源總工俞會(huì)根共同發(fā)起創(chuàng)辦,是中國科學(xué)院物理研究所清潔能源實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池技術(shù)的唯一產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)溉箕。公司專注于固態(tài)鋰電池研發(fā)與生產(chǎn)晦墙,擁有系列核心專利與技術(shù),應(yīng)用 覆蓋新能源車船肴茄、規(guī)模儲(chǔ)能等行業(yè)領(lǐng)域晌畅。截至 2022 年 11 月,衛(wèi)藍(lán)新能源共獲 8 輪融資寡痰, 估值已超 150 億元抗楔,投資方包括小米集團(tuán)棋凳、蔚來資本、華為谓谦、天齊鋰業(yè)等贫橙。
目前產(chǎn)能 6GWh,遠(yuǎn)期規(guī)劃近 130GWh反粥。公司已在北京房山卢肃、江蘇溧陽、浙江湖州才顿、山東淄博規(guī)劃了 4 大生產(chǎn)基地莫湘。截至 23 年 8 月,公司已有 6GWh 半固態(tài)電池產(chǎn)能郑气,遠(yuǎn)期規(guī) 劃近 130GWh幅垮。其中,2020 年 7 月溧陽基地實(shí)現(xiàn) 270Wh/kg 半固態(tài)電池量產(chǎn)尾组,產(chǎn)能為 0.2GWh忙芒。湖州項(xiàng)目一期 2GWh 已達(dá)產(chǎn);二期總投資 109 億元讳侨,占地約 497 畝呵萨,建成后將形成年產(chǎn) 20GWh 固態(tài)鋰離子電池的生產(chǎn)能力,已于今年 7 月奠基開工跨跨。22 年 2 月潮峦,衛(wèi)藍(lán)新能源山東淄博電池工廠正式開工,項(xiàng)目一期投資 102 億元勇婴,年產(chǎn)能為20GWh忱嘹,全基地產(chǎn)能遠(yuǎn)期規(guī)劃為 100GWh。北京房山基地規(guī)劃產(chǎn)能 8GWh耕渴,正在穩(wěn)步推進(jìn)中拘悦。供貨蔚來,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作橱脸。衛(wèi)藍(lán)新能源與蔚來合作研發(fā)半固態(tài)電池础米,產(chǎn)品能量 密度達(dá) 360Wh/kg,單次充電續(xù)航 1000 公里慰技,23 年 6 月底實(shí)現(xiàn)交付,將搭載在蔚來 ET7 車型上组砚。2021 年 2 月吻商,公司與恩捷股份、天目先導(dǎo)成立合資公司江蘇三合糟红,合作研發(fā)半固態(tài)電池涂層隔膜艾帐。此外乌叶,公司還先后與當(dāng)升科技、容百科技柒爸、天齊鋰業(yè)達(dá)成了正准浴、負(fù)極材料方面的戰(zhàn)略合作協(xié)議。
(三)金龍羽
與重慶大學(xué)團(tuán)隊(duì)合資捎稚,完成新能源布局乐横。金龍羽主營(yíng)業(yè)務(wù)為電線電纜的研發(fā)、生產(chǎn)今野、銷 售與服務(wù)葡公,主要產(chǎn)品包括電線和電纜兩大類。2021 年 8 月条霜,公司全資子公司電纜實(shí)業(yè)與重慶錦添翼簽訂合作協(xié)議催什,合作進(jìn)行固態(tài)電池及其關(guān)鍵材料相關(guān)技術(shù)的研究開發(fā),并推動(dòng)研究成果產(chǎn)業(yè)化宰睡。重慶錦添翼由重慶大學(xué)教授李新祿教授 100%持股蒲凶,李新祿教授團(tuán)隊(duì)具備 20 多年鋰離子電池領(lǐng)域研究基礎(chǔ),已成功掌握了氧化物固態(tài)電解質(zhì)的宏量制備拆内、硅碳負(fù)極材料的批量化生產(chǎn)旋圆、固態(tài)電芯的原位集成等研究成果。固態(tài)電解質(zhì)矛纹、半固態(tài)電芯處于中試階段臂聋。截至 2023年半年報(bào),公司已經(jīng)完成半固態(tài)電芯主輔料的來料檢測(cè)或南、驗(yàn)證孩等、篩選和導(dǎo)入,研發(fā)了半固態(tài)電芯中試線的生產(chǎn)工藝采够,各項(xiàng)性能指標(biāo)尚在測(cè)試與改進(jìn)肄方。固態(tài)電解質(zhì)方面,公司在已有固態(tài)電解質(zhì)中試線的基礎(chǔ)上研發(fā)了漿料以及涂層隔膜的合成工藝蹬癌,各項(xiàng)性能均在測(cè)試與改進(jìn)权她。此外,硅碳負(fù)極材料逝薪、磷酸鹽正極材料的合成工藝也在研發(fā)中隅要。
(四)瑞泰新材
新型鋰鹽產(chǎn)品順利導(dǎo)入固態(tài)電池。瑞泰新材主營(yíng)業(yè)務(wù)包括電池材料以及有機(jī)硅等化工新 材料的研發(fā)董济、生產(chǎn)和銷售步清。公司的主要產(chǎn)品包含鋰離子電池電解液、鋰離子電池電解液 添加劑、超電產(chǎn)品廓啊、硅烷偶聯(lián)劑等欢搜。公司在固態(tài)電池、鋰硫電池以及鈉離子電池等新型 電池材料方面皆存在相應(yīng)布局谴轮,部分新型鋰鹽產(chǎn)品在固態(tài)鋰離子電池中已形成批量銷售炒瘟。
(五)奧克股份
環(huán)氧乙烷龍頭,有望受益 PEO 需求增加第步。奧克股份主營(yíng)業(yè)務(wù)為環(huán)氧乙烷疮装、乙烯衍生綠色低碳精細(xì)化工高端新材料的研發(fā)與生產(chǎn)銷售,主要產(chǎn)品有聚醚單體雌续、聚乙二醇斩个、碳酸酯、環(huán)氧乙烷驯杜。公司已經(jīng)成為國內(nèi)環(huán)氧乙烷衍生精細(xì)化工新材料行業(yè)的第一品牌和國際環(huán)氧乙烷精深加工產(chǎn)業(yè)的知名品牌受啥。環(huán)氧乙烷為聚環(huán)氧乙烷(PEO)單體,公司也有開展固態(tài)電池電解質(zhì)的高分子量基聚氧乙烯醚(PEO 別名)的合成工藝技術(shù)的研究鸽心。
(六)貝特瑞
硅基負(fù)極布局領(lǐng)先滚局,開展固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)。貝特瑞主營(yíng)業(yè)務(wù)為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)鋰離子電池正極 材料和負(fù)極材料顽频,為負(fù)極材料行業(yè)頭部公司之一藤肢。公司在硅基負(fù)極上布局行業(yè)領(lǐng)先,截 至22年年報(bào)糯景,產(chǎn)能達(dá) 5000 噸/年嘁圈,硅碳負(fù)極材料比容量達(dá)到 1800mAh/g 以上,硅氧負(fù)極材料比容量達(dá)到 1400mAh/g 以上蟀淮。2022 年 3 月 24 日最住,公司與深圳市光明區(qū)人民政府簽署《貝特瑞高端鋰離子電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目投資合作協(xié)議》,在深圳市光明區(qū)內(nèi)投資建設(shè)年產(chǎn) 4 萬噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目怠惶,該項(xiàng)目按計(jì)劃逐步推進(jìn)中涨缚。此外,公司新開展無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品研發(fā)策治,首款固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品已完成中試驗(yàn)證脓魏,正導(dǎo)入客戶中。
(七)三祥新材
金屬鋯企業(yè)有望受益于氧化物固態(tài)電解質(zhì)需求增加通惫。三祥新材股份有限公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為 鋯系制品茂翔、鑄改新材料等工業(yè)新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售履腋,產(chǎn)品主要有氧化鋯珊燎、鑄改新 材料、海綿鋯、氧氯化鋯俐末、納米新材料(納米氧化鋯)。含鋯復(fù)合氧化物和含鋯復(fù)合氯化物做為新能源固態(tài)電解解質(zhì)奄侠,表現(xiàn)出了良好的電化學(xué)性能卓箫,具有可靠的安全性和低成本優(yōu)勢(shì),是未來新能源電池材料的一個(gè)發(fā)展方向垄潮。公司以自產(chǎn)氧化鋯為原料烹卒,進(jìn)行了固態(tài)電 解質(zhì)粉體的合成試驗(yàn),主要包括 LLZO弯洗、LLZTO旅急、LALZO、LGLZO牡整、LALZTO 及 LGLZTO 等系列含鋯氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體材料藐吮,項(xiàng)目尚處于實(shí)驗(yàn)室小試階段。
(八)當(dāng)升科技
與多家固態(tài)電池廠商緊密合作逃贝,固態(tài)正極材料客戶導(dǎo)入順利谣辞。當(dāng)升科技作為全球鋰電正 極材料的龍頭企業(yè),主要研發(fā)沐扳、生產(chǎn)與銷售多元材料泥从、磷酸(錳)鐵鋰、鈷酸鋰等鋰電池正極材料和多元前驅(qū)體等材料沪摄,產(chǎn)品在電動(dòng)汽車躯嫉、儲(chǔ)能、數(shù)碼電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用杨拐,已牢固占據(jù)全球頂尖的高鎳多元材料供應(yīng)鏈祈餐。公司研發(fā)的雙相復(fù)合固態(tài)鋰電正極材料、固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品戏阅,解決了正極與電解質(zhì)固固界面難題昼弟,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快。公司已與贛鋒鋰電奕筐、衛(wèi)藍(lán)新能源舱痘、清陶、輝能等固態(tài)電池客戶建立了緊密戰(zhàn)略合作關(guān)系离赫,上半年超高鎳產(chǎn)品銷量同比實(shí)現(xiàn)數(shù)倍增長(zhǎng)芭逝。
(九)容百科技
高鎳/超高鎳產(chǎn)品行業(yè)領(lǐng)先,導(dǎo)入衛(wèi)藍(lán)新能源供應(yīng)鏈渊胸。容百科技主要從事多元材料旬盯、磷酸 錳鐵鋰材料、鈉電材料及多元前驅(qū)體的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售胖翰,產(chǎn)品主要用于鋰/鈉電池的制 造接剩,并主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電動(dòng)二輪車萨咳、儲(chǔ)能設(shè)備及電子產(chǎn)品等領(lǐng)域懊缺。公司在固態(tài)電 池適用的改性高鎳/超高鎳三元正極材料、氧化物固態(tài)電解質(zhì)培他、富鋰錳基正極材料鹃两、尖晶 石鎳錳酸鋰等新材料開發(fā)領(lǐng)域不斷取得技術(shù)突破。其中舀凛,Ni90 高鎳產(chǎn)品已批量供貨衛(wèi)藍(lán) 新能源 360Wh/kg 半固態(tài)電池體系俊扳,正式應(yīng)用在蔚來 ET7 等三款車型。
資料來源于曉風(fēng)數(shù)據(jù)鋰航猛遍。