中國儲能網(wǎng)訊：近日，固態(tài)電池板塊持續(xù)火熱，A股多家“涉固”上市公司股價大漲，引發(fā)市場廣泛關(guān)注。9月以來，南都電源一度斬獲“20CM”漲停3連板，三日漲近67%；東峰集團(tuán)也出現(xiàn)漲停3連板，德爾股份、寶麗迪等單日漲停，翔豐華、金龍羽等跟漲。
消息面上，南都電源此前于8月30日表示，目前其研發(fā)的固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度可達(dá)350Wh/kg，循環(huán)壽命2000次，已通過熱箱、短路等安全項測試，各項指標(biāo)順利完成，將于今年四季度完成項目驗收。
業(yè)界人士表示，南都電源連日股價大漲或與其透露的固態(tài)電池進(jìn)展有關(guān)。稍早前的8月28日，中創(chuàng)新航和鵬輝能源也發(fā)布了在固態(tài)電池領(lǐng)域各自的研發(fā)成果。
其中，中創(chuàng)新航發(fā)布“無界”全固態(tài)電池技術(shù)，對應(yīng)電池能量密度可達(dá)430wh/kg，容量超50Ah，同時在電池運(yùn)行壓力、壽命、功率方面均取得重要突破，其計劃于2027年裝車。
鵬輝能源發(fā)布其第一代固態(tài)電池，采用氧化物固態(tài)電解質(zhì)方案，能量密度為280Wh/kg，計劃于2025年后搭載硅負(fù)極做到300Wh/kg，將在2025年中試研發(fā)、小規(guī)模生產(chǎn)，2026年批量生產(chǎn)。
9月6日欣旺達(dá)也透露，其第一代半固態(tài)電池已完成開發(fā)，第二代半固態(tài)電池的電芯樣品已經(jīng)開始中試試驗，第三代聚合物復(fù)合全固態(tài)電池已完成實驗室驗證，預(yù)計2025年完成產(chǎn)品開發(fā)。其第四代全固態(tài)電池還在開發(fā)中，預(yù)計2027年完成實驗室樣品制作。
實際上，進(jìn)入2024年，與液態(tài)鋰離子電池行業(yè)增速放緩不同，固態(tài)電池?zé)岫瘸掷m(xù)攀升。目前，還有包括寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、比克電池、弗迪電池、蜂巢能源、清陶能源、太藍(lán)新能源等在內(nèi)的多家國內(nèi)電池企業(yè)，都已公布各自在固態(tài)電池產(chǎn)品方面的相關(guān)規(guī)劃布局。
中信證券研報認(rèn)為，2024年以來，我國固態(tài)電池行業(yè)出現(xiàn)半固態(tài)量產(chǎn)車型上市、半固態(tài)電池裝車滲透率達(dá)1%等邊際變化，產(chǎn)業(yè)化信號已至。
不過，也有很多業(yè)界人士認(rèn)為，雖然固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化動態(tài)較以前頻繁，但離規(guī)模化量產(chǎn)尚有較長距離。
9月3日南都電源發(fā)布公告稱，其固態(tài)電池產(chǎn)品短期內(nèi)不會大批量生產(chǎn)；鵬輝能源此前也披露其固態(tài)電池產(chǎn)品預(yù)計一年內(nèi)不會大批量生產(chǎn)。這也佐證了固態(tài)電池，尤其是全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍然“荊棘叢生”。
那么，怎樣的技術(shù)路線或?qū)崿F(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化？我國全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化“卡脖子”環(huán)節(jié)在哪里、目前對其突破進(jìn)展如何？
固態(tài)電池“披荊斬棘”三步走
產(chǎn)業(yè)化過程方面，近日，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高在行業(yè)會議上指出，固態(tài)電池的發(fā)展需要一步一步走：
第一步，重點(diǎn)攻關(guān)固態(tài)電解質(zhì)。（電芯能量密度）2025年以200Wh/kg和400Wh/L為目標(biāo)，打通全固態(tài)電池技術(shù)鏈，三元和石墨正負(fù)極基本不變，確立主體電解質(zhì)；2030年以300Wh/kg和600Wh/L為目標(biāo)，特種商用車應(yīng)用為主要場景，三元-硅碳正負(fù)極，優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)體系，提升電池倍率性能和循環(huán)壽命。
第二步，重點(diǎn)攻關(guān)高容量復(fù)合負(fù)極。（電芯能量密度）2030年以400Wh/kg和800Wh/L為目標(biāo)，高性能乘用車應(yīng)用為主要場景，進(jìn)一步發(fā)展高比容量高硅基負(fù)極，提升電池倍率性能和循環(huán)壽命；2035年以500Wh/kg和1000Wh/L為目標(biāo)，進(jìn)一步發(fā)展高比容量鋰金屬負(fù)極（鋰金屬載體或功能層）。
第三步，重點(diǎn)攻關(guān)高容量復(fù)合正極。（電芯能量密度）2035年以500Wh/kg和1000Wh/L為目標(biāo)，進(jìn)一步發(fā)展高電壓高比容量富鋰正極；2040年以700Wh/kg為目標(biāo)，發(fā)展鋰硫和鋰空氣電池。
值得一提的是，歐陽明高院士建議“明年確立主體電解質(zhì)”，足見在其“固態(tài)電池三步走”戰(zhàn)略中，攻關(guān)固態(tài)電解質(zhì)是極其重要的一環(huán)。
固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)到哪一步了？
根據(jù)電解質(zhì)區(qū)分，目前全固態(tài)電池的技術(shù)路線主要包括聚合物、氧化物、硫化物、鹵化物這四大類。
據(jù)了解，當(dāng)前固態(tài)電解質(zhì)材料多以氧化物和硫化物為主，且行業(yè)內(nèi)產(chǎn)線建設(shè)已出現(xiàn)噸級到千噸級布局。
當(dāng)升科技透露，其已系統(tǒng)布局氧化物、硫化物等固態(tài)電解質(zhì)和雙相復(fù)合高能量固態(tài)正極材料關(guān)鍵技術(shù)路線，相關(guān)固態(tài)鋰電產(chǎn)品性能處于行業(yè)領(lǐng)先地位，已率先導(dǎo)入輝能、清陶、衛(wèi)藍(lán)、贛鋒等固態(tài)電池客戶，并實現(xiàn)批量供應(yīng)。
據(jù)介紹，在固態(tài)電解質(zhì)開發(fā)方面，當(dāng)升科技通過特殊組分設(shè)計以調(diào)控鋰離子通道，多元素靶向修飾以穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，設(shè)計出獨(dú)特的全流程納米一體化工藝，開發(fā)出高離子電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性的納米級固態(tài)電解質(zhì)，相關(guān)固態(tài)鋰電產(chǎn)品已實現(xiàn)裝車驗證。
容百科技也曾表示，其擁有濕法、干電極制備固態(tài)電解質(zhì)膜技術(shù)儲備，已開發(fā)出多種固態(tài)電解質(zhì)材料，硫化物系固態(tài)電解質(zhì)計劃今年實現(xiàn)中試，明年試生產(chǎn)。
貝特瑞今年8月透露，其在固態(tài)電解質(zhì)及固態(tài)電池用正極、負(fù)極材料的開發(fā)和創(chuàng)新方面均取得顯著進(jìn)展，其LATP氧化物固態(tài)電解質(zhì)已開始噸級出貨。
上海洗霸披露，2024年1-7月，其鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)粉體材料完成37個批次、236kg送貨，覆蓋23家客戶。其多形態(tài)固態(tài)電解質(zhì)粉體材料采用的主要是氧化物技術(shù)路線，已合作建成十噸級產(chǎn)線，正在向五十噸及百噸級擴(kuò)產(chǎn)。
璞泰來半年報顯示，其已完成固態(tài)電解質(zhì)LATP（磷酸鋁鈦鋰）和LLZO（鋰鑭鋯氧）的中試，并已在四川基地建成年產(chǎn)200噸固態(tài)電解質(zhì)中試產(chǎn)線。
贛鋒鋰業(yè)今年6月表示，其固體電解質(zhì)材料千噸級產(chǎn)線已投產(chǎn)，混合固液鋰電池在動力、3C、便攜式儲能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，其中動力領(lǐng)域包括部分車企的示范運(yùn)營項目以及量產(chǎn)車型。
光華科技透露，其提供固態(tài)電解質(zhì)的原料，包括硫化物、氧化物原料，今年開始基本上按噸級銷售。從所接觸的客戶來看，其認(rèn)為目前進(jìn)度快一點(diǎn)的是氧化物路線。
盟固利研發(fā)的LATP型固態(tài)電解質(zhì)已在固態(tài)電池頭部企業(yè)完成材料認(rèn)證，正在進(jìn)行供應(yīng)商導(dǎo)入工作。
據(jù)市場消息，歐陽明高院士工作站(四川新能源汽車創(chuàng)新中心)研發(fā)的納米級“硫化物電解質(zhì)”今年7月也取得階段性進(jìn)展，目前正在規(guī)劃一條年產(chǎn)百噸級的中試線，預(yù)計在今年年底動工建設(shè)。該中心還計劃在2026年前建設(shè)一條千噸級量產(chǎn)線。
歐陽明高院士表示，“我做燃料電池的體會是一次解決一個問題。固態(tài)電池也一樣，首先要解決固態(tài)電解質(zhì)的問題，我們不要正極也變、負(fù)極也變、電解質(zhì)也變，怎么可能一次都解決？”
中銀證券也表示，固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的關(guān)鍵變化。在眾多固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線中，復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)綜合聚合物和氧化物的優(yōu)點(diǎn)，配合界面技術(shù)的應(yīng)用，有望率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地。硫化物電解質(zhì)目前被業(yè)界多數(shù)認(rèn)為是全固態(tài)電池的理想路線，未來隨著相關(guān)技術(shù)的成熟，有望批量化生產(chǎn)。
業(yè)內(nèi)專家指出，目前沒有一種電解質(zhì)十全十美，在各國科學(xué)家的努力下，各個路線都有一些針對性的技術(shù)出來。
值得注意的是，采用固態(tài)電解質(zhì)后，固態(tài)電池的研發(fā)也并非易事。寧德時代董事長曾毓群近期就表示，“我們在全固態(tài)電池上，已經(jīng)投入了七、八年的時間進(jìn)行研究。研發(fā)全固態(tài)電池的關(guān)鍵，在于對材料和化學(xué)體系的研究，其中最難的就是‘固-固界面’問題?！?
市場方面，中信證券預(yù)計2030年全球固態(tài)電池出貨需求將達(dá)643GWh，2024年至2030年復(fù)合增長率為133%，合計市場空間為1.2萬億元。
可以看到，隨著頭部材料企業(yè)的發(fā)力，主體固態(tài)電解質(zhì)或?qū)⒂诿髂旮忧逦?、集中化，這也將助力固態(tài)/全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
