近期，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注。寶馬、福特等多家頭部車企大力推進(jìn)固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程，預(yù)計(jì)在2025年進(jìn)入固態(tài)電池道路實(shí)測(cè)或量產(chǎn)應(yīng)用階段。當(dāng)升科技則與衛(wèi)藍(lán)新能源加強(qiáng)在固態(tài)鋰電材料領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作。機(jī)構(gòu)指出，固態(tài)電池將成為引領(lǐng)新能源汽車發(fā)展的技術(shù)潮流。
技術(shù)不斷升級(jí)
12月7日，當(dāng)升科技公告稱，公司與北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司(簡(jiǎn)稱“衛(wèi)藍(lán)新能源”)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方同意加強(qiáng)在固態(tài)鋰電材料領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作。衛(wèi)藍(lán)新能源承諾，2022年-2025年期間向公司采購(gòu)總量不低于2.5萬(wàn)噸固態(tài)鋰電材料，并在高鎳多元材料、富鋰錳基、鈷酸鋰、磷酸錳鐵鋰等前沿技術(shù)領(lǐng)域加強(qiáng)合作交流。
當(dāng)升科技在公告中指出，隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)力電池技術(shù)隨之不斷升級(jí)。除當(dāng)前市場(chǎng)主流的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池外，安全性更好、能量密度更高、使用壽命更長(zhǎng)、體積更小的固態(tài)電池被視作下一代動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展的主要方向。
除了當(dāng)升科技，多家鋰電產(chǎn)業(yè)鏈公司已布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)。2016年，寧德時(shí)代宣布進(jìn)軍硫化物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，2021年1月19日公開了兩項(xiàng)固態(tài)電池專利。2017年，國(guó)軒高科著手研發(fā)固態(tài)電池及固態(tài)電解質(zhì)，2019年公司推出半固態(tài)電池試生產(chǎn)線。2019年，贛鋒鋰業(yè)建成億瓦時(shí)級(jí)第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線。
近年來，寶馬、福特、蔚來等車企均在加快布局固態(tài)電池業(yè)務(wù)，加速固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用落地。2020年，贛鋒鋰業(yè)與東風(fēng)集團(tuán)簽訂固態(tài)電池E70車型示范推廣協(xié)議。2019年，輝能科技與蔚來合作，為其定制生產(chǎn)“MAB”固態(tài)電池包。2021年9月，寶馬和福特兩家汽車巨頭宣布正在加速固態(tài)電池研發(fā)，并計(jì)劃從2022年開始搭載車輛，并著手實(shí)際工況測(cè)試。
國(guó)金證券指出，蔚來等車企將在未來1-2年推出1000公里續(xù)航車型，有望加速半固態(tài)電池的應(yīng)用進(jìn)度，進(jìn)一步促進(jìn)動(dòng)力電池由液態(tài)到半固態(tài)，再到全固態(tài)的路徑演進(jìn)。固態(tài)電池有望享受超越常規(guī)液態(tài)電池的估值溢價(jià)。
拓展產(chǎn)業(yè)空間
固態(tài)電池被認(rèn)為是替代液態(tài)電池的下一代技術(shù)，并成為動(dòng)力電池的重要發(fā)展方向。
信達(dá)期貨研報(bào)指出，固態(tài)電池?fù)碛懈鼮榉€(wěn)定的電解質(zhì)機(jī)械和化學(xué)特性，靜態(tài)及循環(huán)壽命將得到極大提升;對(duì)溫度不敏感，能在-50℃-200℃溫度保持放電功率，可以較大程度緩解冬季電池容量衰減的問題;同時(shí)，能量密度得到極大提升，預(yù)計(jì)可以達(dá)到當(dāng)前三元鋰電池的2-10倍。
國(guó)信證券指出，軟包形態(tài)更契合固態(tài)電池的發(fā)展要求。無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)膜相柔韌性相對(duì)較差，固態(tài)電池預(yù)計(jì)大多采用疊片工藝，而非圓柱封裝路線。軟包一方面能量密度更高，另一方面具有較為豐富的膠狀物質(zhì)封裝，更易于固態(tài)電池發(fā)展。
國(guó)信證券預(yù)計(jì)，2025年全球軟包電池出貨量有望達(dá)到638GWh，全球鋁塑膜需求量有望達(dá)到6.9億平方米，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模約為118億元。
豐田公司認(rèn)為，在新一代電池中，固態(tài)電池最適合應(yīng)用在電動(dòng)車上。豐田和日本研究所正在加緊研發(fā)，制定固態(tài)電池的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程。
中金公司指出，固態(tài)電池可以實(shí)現(xiàn)鋰金屬負(fù)極應(yīng)用，解決電導(dǎo)率低、界面阻抗高、循環(huán)性能差等技術(shù)難題。不過，高一致性產(chǎn)品量產(chǎn)并適配車的需求仍需較長(zhǎng)時(shí)間。2030年前，固態(tài)電池僅可能應(yīng)用于小部分高端電動(dòng)汽車中，難以對(duì)現(xiàn)有液態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)形成較大沖擊。
提升安全性能
安全性是固態(tài)電池的一大優(yōu)勢(shì)。
國(guó)金證券指出，固態(tài)電池有望解決電池安全問題。目前鋰離子電池所用電解質(zhì)為有機(jī)電解液，因其熱分解度溫度低、易燃、有毒，且電化學(xué)窗口低，導(dǎo)致動(dòng)力電池安全性能和能量密度的提升存在一定局限性。固態(tài)電池本質(zhì)上是用穩(wěn)定固態(tài)電解質(zhì)代替易燃有機(jī)電解液，進(jìn)而改善電池安全性能。
盡管優(yōu)勢(shì)顯著，但現(xiàn)階段固態(tài)電池發(fā)展仍有大量現(xiàn)實(shí)問題有待解決。信達(dá)期貨指出，當(dāng)前的固態(tài)電池界面電阻較高，在空氣中的穩(wěn)定性較差。就目前的技術(shù)而言，單位面積離子電導(dǎo)率較低，導(dǎo)致常溫下功率密度并不理想;同時(shí)，循環(huán)過程中的電極與電解質(zhì)的物理接觸變差，面臨充放電循環(huán)中的電極膨脹問題，突破這些技術(shù)壁壘需要大量的資金投入。
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高認(rèn)為，固態(tài)電池真正投入大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用大概在2025-2030年。當(dāng)前鋰離子電池的比能量上限大約是每公斤300瓦時(shí)。2025年將出現(xiàn)與現(xiàn)有液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池比能量大體相當(dāng)?shù)牡谝淮虘B(tài)電池。2030年后，將出現(xiàn)第二代采用新型正負(fù)極材料的全固態(tài)電池，比能量會(huì)提升到每公斤500瓦時(shí)。
作者：金一丹
評(píng)論