固態(tài)電池作為電池領(lǐng)域研發(fā)重點(diǎn),始終是行業(yè)里的高熱話題。近段時間以來,多家電池企業(yè)已公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時間,相關(guān)研發(fā)正呈現(xiàn)出加速發(fā)展的態(tài)勢。從國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明公布情況來看,經(jīng)電池網(wǎng)粗略檢索,按照申請公布日統(tǒng)計(jì),截至12月9日,年內(nèi)新公布的固態(tài)電池相關(guān)專利已達(dá)1020項(xiàng)。
憑借在能量密度、安全性和循環(huán)壽命等方面的優(yōu)點(diǎn),固態(tài)電池正引領(lǐng)著電池技術(shù)的新一輪革命?。目前,多家頭部企業(yè)正寄希望于固態(tài)電池技術(shù)突破,建立起自身優(yōu)勢。
量產(chǎn)在即 電池廠創(chuàng)新引領(lǐng)
寧德時代(300750)董事長曾毓群曾表示,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。在全固態(tài)電池研發(fā)上,寧德時代已經(jīng)投入了7-8年的時間進(jìn)行研究。
電池網(wǎng)注意到,近日有媒體報(bào)道稱,寧德時代在今年增加了對全固態(tài)電池的研發(fā)投入,已將全固態(tài)電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)擴(kuò)充至超1000人。同時,寧德時代目前主攻硫化物路線,在近期已進(jìn)入20Ah樣品試制階段。
此外,11月5日,國家知識產(chǎn)權(quán)局公布了寧德時代三項(xiàng)固態(tài)電池專利,分別為“改性固態(tài)電解質(zhì)及其制備方法、固態(tài)電池及用電裝置”“固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法、固態(tài)電池、用電裝置”和“固態(tài)電池單體及其制造方法”。
寧德時代表示,公司在全固態(tài)電池上持續(xù)堅(jiān)定投入,技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先水平,2027年有望實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。
11月18日,安徽安瓦新能源科技有限公司(簡稱:安瓦新能源)迎來全球首條GWh新型固態(tài)電池產(chǎn)線最后一套關(guān)鍵工序生產(chǎn)裝備。該生產(chǎn)制造裝備平臺將電池核心生產(chǎn)工序由傳統(tǒng)的11步縮短至5步,去掉了烘烤、壓實(shí)、分條、模切、干燥、注液等環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)正、負(fù)極的干法制造,使得固定資產(chǎn)投入減少30%、制造能耗節(jié)省20%。
據(jù)悉,安瓦新能源第一代固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于2025年一季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),能量密度比超過280Wh/kg,預(yù)計(jì)2025年推出的第二代固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)品能量密度比超過400Wh/kg,2027年推出能量密度比超過500Wh/kg的第三代固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)品。
圖/衛(wèi)藍(lán)新能源
11月11日,據(jù)華發(fā)集團(tuán)消息,北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司(簡稱:衛(wèi)藍(lán)新能源)攜手華發(fā)集團(tuán)在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域開展戰(zhàn)略合作。
根據(jù)協(xié)議,衛(wèi)藍(lán)新能源與合資公司廣東衛(wèi)藍(lán)將在珠海開展固態(tài)電池領(lǐng)域生產(chǎn)制造,并擬在珠?;驒M琴成立子公司,打造固態(tài)電池研發(fā)中心、海外業(yè)務(wù)總部,同時圍繞固態(tài)電池生產(chǎn)制造、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建、產(chǎn)業(yè)鏈拓展、應(yīng)用場景開發(fā)以及投資等領(lǐng)域,與華發(fā)集團(tuán)展開廣泛合作,共同將珠海建設(shè)為具有區(qū)域乃至全國影響力的固態(tài)電池研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用、創(chuàng)新基地。
資料顯示,衛(wèi)藍(lán)新能源擁有北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州和山東淄博4大基地,2027年規(guī)劃產(chǎn)能超過50GWh,計(jì)劃2027年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)。
無隔膜固態(tài)鋰電池技術(shù) 圖/太藍(lán)新能源
11月7日,重慶太藍(lán)新能源有限公司(簡稱:太藍(lán)新能源)與長安汽車攜手,共同發(fā)布了無隔膜固態(tài)電池技術(shù)。太藍(lán)新能源通過減掉隔膜,并在極片表面導(dǎo)入高致密復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)層,固態(tài)電解質(zhì)層完全不燃燒,在保證高鋰離子傳導(dǎo)能力的同時,又兼顧提供優(yōu)異的耐熱性。
這種固態(tài)電解質(zhì)層還具有相當(dāng)?shù)捻g性和機(jī)械強(qiáng)度,能夠有效抑制高溫、機(jī)械力、鋰枝晶等因素誘發(fā)的熱失控,從根本上提升了電池安全等級。太藍(lán)新能源逐步減掉隔膜、減掉電解液、減掉負(fù)極,推動電池技術(shù)向全固態(tài)化邁進(jìn)。
太藍(lán)新能源無隔膜半固態(tài)電池計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)裝車驗(yàn)證,以滿足新能源電動汽車的應(yīng)用需求;無隔膜全固態(tài)電池計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
技術(shù)突破 材料廠研發(fā)跟進(jìn)
隨著固態(tài)電池的快速發(fā)展與推進(jìn),電池廠在技術(shù)創(chuàng)新上不斷取得突破,對上游材料企業(yè)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。
12月3日,道氏技術(shù)(300409)在與投資者交流時表示,道氏技術(shù)固態(tài)電池研究院聚焦固態(tài)電池材料領(lǐng)域,通過整合公司現(xiàn)有的固態(tài)電池需用的單壁碳納米管、高鎳三元前驅(qū)體、富鋰錳基前驅(qū)體和硅基負(fù)極等材料,以及固態(tài)電解質(zhì)的研究成果,將形成固態(tài)電池的全材料解決方案。
截至2024年6月,道氏技術(shù)已獲授權(quán)固態(tài)電池材料相關(guān)專利261件;其中國際專利5項(xiàng)。圍繞固態(tài)電池研發(fā)人才逾200余人,研究方向包括單壁碳納米管、硅基負(fù)極、固態(tài)電解質(zhì)、高鎳前驅(qū)體等核心固態(tài)電池材料。
11月29日,廈鎢新能(688788)發(fā)布公告,在正極材料方面,匹配氧化物路線固態(tài)電池的正極材料已實(shí)現(xiàn)供貨;硫化物路線固態(tài)電池的正極材料方面,公司與下游客戶在技術(shù)研發(fā)上保持密切的交流合作。
廈鎢新能與知名電池企業(yè)合作研發(fā)的NL全新結(jié)構(gòu)正極材料,其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,層間距更寬,鋰離子脫放過程中,形變很小,使得固態(tài)電池固-固界面不容易被破壞,且該全新結(jié)構(gòu)正極材料在能量密度、倍率、循環(huán)等主要性能上都顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的鈷酸鋰、三元材料等正極產(chǎn)品,是比較適合用在固態(tài)電池領(lǐng)域的正極材料。
在固態(tài)電解質(zhì)方面,廈鎢新能也有兩個技術(shù)路線的布局,包括氧化物路線和硫化物路線,氧化物路線技術(shù)工藝與鈷酸鋰及三元材料相似。硫化物技術(shù)路線部分痛點(diǎn)主要在于硫化鋰,由于其合成工藝比較復(fù)雜,價(jià)格昂貴。公司憑借深厚的技術(shù)沉淀,開發(fā)出新的硫化鋰合成工藝,目前從小試、中試結(jié)果來看,技術(shù)指標(biāo)良好,降本空間較大。
圖/星源材質(zhì)
11月25日,星源材質(zhì)(300568)發(fā)布公告,其中提到在固態(tài)電池的產(chǎn)品開發(fā)方面,目前參股公司深圳新源邦科技有限公司氧化物電解質(zhì)已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)階段,硫化物和聚合物電解質(zhì)處于小批量供應(yīng)階段。
此外,星源材質(zhì)組建了固態(tài)電解質(zhì)隔膜開發(fā)項(xiàng)目組,并獲得了省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃支持,開發(fā)高安全性的固態(tài)電解質(zhì)涂覆隔膜產(chǎn)品。公司配備完善的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)備和強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì),并與知名車企合作共同研發(fā)全固態(tài)電解質(zhì)膜產(chǎn)品,在全固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)行緊密的技術(shù)開發(fā)與布局。
11月13日,諾德股份(600110)在電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家閉門會議暨諾德股份集流體新品發(fā)布會上面向全球發(fā)布了3微米極薄鋰電銅箔集流體、多孔銅箔集流體、復(fù)合集流體(銅膜、鋁膜)四款新產(chǎn)品,展現(xiàn)出強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新實(shí)力。
諾德股份表示,公司開發(fā)的一批適用于固態(tài)電池的集流體產(chǎn)品,其中包括耐高溫銅箔集流體、多孔銅箔集流體、極薄雙功能銅箔集流體、雙面毛銅箔集流體及泡沫銅箔集流體,根據(jù)客戶不同的技術(shù)路線,對集流體的要求都會有所不同。
10月31日,容百科技(688005)披露機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示,前三季度,公司半固態(tài)電池?超高鎳三元正極材料保持穩(wěn)定出貨,同時,公司也在和下游客戶、高校等合作相關(guān)項(xiàng)?,持續(xù)開發(fā)下?代更高能量密度的半固態(tài)電池相關(guān)的正極材料及關(guān)鍵材料。
圖/容百科技
容百科技在全固態(tài)方向的研發(fā),包括全固態(tài)電池正極材料、全固態(tài)電池?電解質(zhì)材料,以及電解質(zhì)關(guān)鍵原料等都在進(jìn)?同步開發(fā)。其中,全固態(tài)電池?超高鎳三元正極材料及硫化物電解質(zhì)材料得到多家海內(nèi)外客戶的認(rèn)證,全固態(tài)電池正極材料的容量與循環(huán)性能保持領(lǐng)先,前三季度持續(xù)穩(wěn)定出貨;硫化物固態(tài)電解質(zhì)、?化物固態(tài)電解質(zhì)及氧化物固態(tài)電解質(zhì)等關(guān)鍵材料,在國內(nèi)外多家整?及電芯客戶的測試中均呈現(xiàn)性能領(lǐng)先。
總結(jié):
EVTank在《中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2024年)》預(yù)計(jì),到2030年全球固態(tài)電池的出貨量將達(dá)到614.1GWh,在整體鋰電池中的滲透率預(yù)計(jì)在10%左右,其市場規(guī)模將超過2500億元,這一廣闊的市場讓固態(tài)電池行業(yè)成為一片新藍(lán)海。
值得注意的是,固態(tài)電池的研發(fā)在國際上已成為競爭激烈的領(lǐng)域,各國政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都在加大投入,力求在這一關(guān)鍵技術(shù)上占據(jù)一席之地,打造競爭壁壘。
對于國內(nèi)的電池制造商和材料供應(yīng)商而言,關(guān)鍵在于強(qiáng)化研發(fā)技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游緊密合作,共同攻克核心技術(shù)難關(guān),從而為固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用鋪平道路。