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固態(tài)電池技術(shù)優(yōu)勢、及最新國內半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化布局
編輯: 更新于:2024-04-19 13:36:00 閱讀:

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
液態(tài)電池存在本征安全性問(wèn)題,電解液成為關(guān)鍵。熱失控被認為是電池安全問(wèn)題的主要 原因,其結果可能會(huì )導致火災和爆炸,在電池熱失控過(guò)程中,電解液的易燃、易氧化、高化學(xué)活性的特點(diǎn)使其成為熱失控過(guò)程中的關(guān)鍵。熱失控誘因包括過(guò)充、外部加熱、內部短路和機械故障。在充放電過(guò)程中,往往會(huì )有一部分鋰無(wú)法嵌入負極,反而沉積在負極表面,形成鋰枝晶,鋰枝晶生長(cháng)刺穿隔膜造成內短路,過(guò)熱開(kāi)始。此后SEI膜、隔膜、 電解質(zhì)、正極材料相繼分解并釋放熱量、氧氣,助推熱量的進(jìn)一步積累,最終達到電解 液的燃燒條件,電池發(fā)生熱失控,最終起火、爆炸。
固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)取代電解液,具備安全性?xún)?yōu)勢。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、氧化物、硫化物三種類(lèi)型。與電解液 相比,固態(tài)電解質(zhì)同時(shí)具備不易燃、耐高溫、化學(xué)活性低的特性,此外還具備一定的力 學(xué)強度,可以更好的抑制鋰枝晶生長(cháng),抵抗外界應力沖擊,降低熱失控風(fēng)險,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極材料,打開(kāi)能量密度上升空間。"里程焦慮"是電動(dòng)車(chē) 領(lǐng)域始終繞不開(kāi)的話(huà)題,也不斷推動(dòng)著(zhù)電池能量密度的不斷提高。正負極材料化學(xué)體系 決定著(zhù)電芯能量密度的上限。與電解液相比,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、尖晶石鎳錳酸鋰與現有電解液不兼容的問(wèn)題。固態(tài)電解質(zhì)具備一定結構強度,可以補償負極材料尤其是硅基材料的體積變化應力,也不容易導致鋰損耗,提升硅基材料循環(huán)性能,從而使硅基負極向更高硅含量拓展。此 外,固態(tài)電解質(zhì)適配鋰金屬負極,有望最終實(shí)現鋰金屬電池的產(chǎn)業(yè)化。
 
(二)全固態(tài)尚未成熟,半固態(tài)率先量產(chǎn)
全固態(tài)電池界面接觸問(wèn)題較為嚴重,工藝尚不成熟,生產(chǎn)成本高昂。固態(tài)電解質(zhì)缺乏流 動(dòng)性,導致固-固接觸面積小,阻抗增大等問(wèn)題出現,整體電導率較低,制約固態(tài)電池產(chǎn) 業(yè)化應用。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,且目前固態(tài)電池的工藝 技術(shù)尚未成熟,特別是在大規模生產(chǎn)方面存在一些挑戰。此外,固態(tài)電池使用的材料多 為新型材料,成本相對較高,由于制造工藝尚未成熟,生產(chǎn)設備和流程的投入也較大, 導致在當前情況下固態(tài)電池的生產(chǎn)成本居高不下。
半固態(tài)電池兼具性能與生產(chǎn)優(yōu)勢。半固態(tài)電池是液態(tài)電池向全固態(tài)電池過(guò)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 ),通過(guò)在正極材料、負極材料或隔膜兩側涂覆固 態(tài)電解質(zhì),同時(shí)保留傳統液態(tài)電解液,實(shí)現固-液混合。與液態(tài)電池相比,半固態(tài)電池引入了固態(tài)電解質(zhì),可以在現有體系的基礎上提升能量密度與安全性;與全固態(tài)電池相比,半固態(tài)電池保留了部分電解液,改善了電導率以及界面接觸的問(wèn)題。由于基本保留了液態(tài)電池結構,半固態(tài)電池與現有產(chǎn)線(xiàn)兼容度高,沒(méi)有對電池企業(yè)生產(chǎn)工藝帶來(lái)更大挑戰,綜合來(lái)看是行業(yè)目前更優(yōu)的選擇方案。
半固態(tài)電池未來(lái)市場(chǎng)滲透率有望提升??紤]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,加工成本高昂,我們認為隨著(zhù)技術(shù)的不斷完善疊加規 模效應,半固態(tài)有望率先在各個(gè)下游場(chǎng)景中得到應用。半固態(tài)電池可以適配更高比容量 的正負極材料,能量密度提升后,單位成本有望進(jìn)一步降低。綜合考慮半固態(tài)電池相比 液態(tài)電池在安全性、能量密度上的優(yōu)勢,我們認為半固態(tài)電池具備較強市場(chǎng)競爭力,未來(lái)市場(chǎng)滲透率有望逐漸提升。
二 產(chǎn)業(yè)化之路:動(dòng)力電池半固態(tài)先行,消費領(lǐng)域多場(chǎng)景拓展
(一)國內半固態(tài)電池率先產(chǎn)業(yè)化
固態(tài) or 半固態(tài)研發(fā)加速。2015 年后國內企業(yè)不斷加大對固態(tài)電池領(lǐng)域研發(fā)力度,相關(guān)專(zhuān)利申請數量大幅上升,根據國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)站檢索,目前共有3147項固態(tài)電池相關(guān)專(zhuān)利。
 
國內半固態(tài)電池率先產(chǎn)業(yè)化。與海外企業(yè)直接專(zhuān)注于全固態(tài)動(dòng)力電池不同,國內企業(yè)以市場(chǎng)驅動(dòng)為主,主要布局目前可量產(chǎn)的半固態(tài)電池路線(xiàn)。早在2020年12月,蜂巢能源就推出了"果凍電池",基于聚合物凝膠化技術(shù),起到"不起火、不冒煙、自愈合"的效果。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)電池采用鋰金屬負極,能量密度達 400Wh/kg,安全性達到車(chē)規要求。國軒高科 360Wh/kg 高比能半固態(tài)電池已通過(guò)新國標安全測試并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。億緯鋰能22年12月發(fā)布 50Ah 軟包半固態(tài)電池,能量密度 330Wh/Kg,循環(huán)壽命超過(guò)1000次,使用溫度可拓展到-20℃-80℃,已完成設計定型,處于裝車(chē)驗證階段。2023年4月,寧德時(shí)代推出凝聚態(tài)電池,兼具高比能+高安全,能量密度更是高達 500Wh/kg,打破當前體系能量密度天花板,滿(mǎn)足航空級的質(zhì)量與安全要求。
 
半固態(tài)電池裝車(chē)量產(chǎn)加速驗證。目前半固態(tài)電池已經(jīng)在相關(guān)車(chē)型上得以量產(chǎn)驗證。東風(fēng) 旗下已有兩款搭載半固態(tài)電池車(chē)型,22 年 E70 實(shí)現首批小規模交付,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。蔚來(lái) ET7 可搭載衛藍新能 源研發(fā)的 360Wh/kg 電芯,續航可突破1000 公里,于今年 6 月底實(shí)現交付,進(jìn)入量產(chǎn)階段。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,今年 6 月已經(jīng)實(shí)現首批交付。上汽、長(cháng)安、廣汽、北汽等車(chē)企也都推出了半固態(tài)電池的裝車(chē)計劃。
(二)全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需時(shí)日
海外專(zhuān)注于全固態(tài)電池,大規模裝車(chē)仍需時(shí)日。早在2011年,法國 Bolloré就推出了搭 載固態(tài)電池的乘用車(chē)BlueCar,成為首個(gè)實(shí)現聚合物電解質(zhì)固態(tài)電池商業(yè)化的公司,但當時(shí)固態(tài)電池相比液態(tài)電池并不具備性能優(yōu)勢。美國擁有多家固態(tài)電池獨角獸公司,主要專(zhuān)注于全固態(tài)電池,技術(shù)類(lèi)型多樣,聚合物、氧化物、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,主要專(zhuān)注于硫化物全固態(tài)電池。
豐田突破全固態(tài)電池核心技術(shù),挑戰2027年量產(chǎn)裝車(chē)。此前,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(zhù)電池的充放電反復膨脹和收縮,可能會(huì )引發(fā)龜裂,導致鋰 離子在正負極之間的流動(dòng)會(huì )變得困難。2023年7月,豐田正式宣布,已經(jīng)發(fā)現了克服這 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。豐田預 計其全固態(tài)電池將全面進(jìn)入面向量產(chǎn)研發(fā)的階段,未來(lái)將搭載到 BEV 車(chē)型上,計劃在 2027~28 年投入實(shí)際應用。
三星全固態(tài)電池進(jìn)入中試階段,預計 2027 年量產(chǎn)。2021 年底,三星 SDI 推出全新電池品牌"PRiMX",并宣布了全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化規劃。三星在 2021 年已經(jīng)完成了 PP Scale Material 層面的工作,2022 年全固態(tài)電池中試生產(chǎn)試驗線(xiàn)在水原市開(kāi)工,公司規劃 2025 年開(kāi)發(fā)出全固態(tài)電池原型產(chǎn)品,2027年實(shí)現量產(chǎn)。三星 SDI 的全固態(tài)電池結合了 NCA 高鎳技術(shù)、高性能硫化物型固態(tài)電解質(zhì)、新型陰極和堆疊技術(shù),可以實(shí)現更高的安全性 以及整車(chē)輕量化效果。


(三)3C 數碼、無(wú)人機應用場(chǎng)景拓展
聚合物固態(tài)電池率先應用于消費領(lǐng)域。在消費電池領(lǐng)域,聚合物固態(tài)電池又被成為鋰聚 合物電池,得益于其能量密度高、靈活性強、小型化、超薄化、輕量化、高安全性的優(yōu) 勢,在 PDA、筆記型電腦、手機、無(wú)人機和電子煙領(lǐng)域中占有重要定位。從 2007 年的 第一代 iPhone 開(kāi)始,蘋(píng)果發(fā)布的 iPhone、iPad 廣泛使用鋰離子聚合物電池。大疆多款無(wú) 人機也搭載了鋰聚合物電池。
氧化物、硫化物未來(lái)有望突破。除已經(jīng)被廣泛應用的聚合物體系以外,氧化物、硫化物 體系未來(lái)在消費電池領(lǐng)域也有望突破。2023 年 3 月,小米發(fā)布了預研的固態(tài)電池技術(shù), 采用正極涂覆氧化物電解質(zhì),適配鋰金屬負極,不僅實(shí)現 6000mAh 超大容量、能量密度突破 1000Wh/L,更大幅提升低溫放電性能和安全性能。2023 年 5 月,據韓媒 The Elec 報道,三星 SDI 在加大動(dòng)力電池研發(fā)的同時(shí),也計劃將開(kāi)發(fā)的硫化物固態(tài)電池應用在智能手機等移動(dòng)設備上。
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、氧化物與硫化物三種類(lèi)型
固態(tài)電池中固態(tài)電解質(zhì)為核心組件,包含聚合物、氧化物與硫化物三種類(lèi)型。在固態(tài)電 池中,固態(tài)電解質(zhì)代替電解液,起到離子導體的作用。與液態(tài)相比,其安全性更高,且更適配高比容量正負極材料體系,但電導率相對較低,且與正負極材料接觸由固-液界面替換成了固-固界面,導致界面接觸問(wèn)題較為嚴重。目前固態(tài)電解質(zhì)主要包含聚合物、氧化物與硫化物三種類(lèi)型,各具特點(diǎn)。
 
(二)聚合物:兼具柔性與低成本,與現有產(chǎn)線(xiàn)兼容度高
聚合物電解質(zhì)兼具柔性與低成本,率先實(shí)現商業(yè)化運用。聚合物電解質(zhì)采用高分子聚合 物為電解質(zhì)基體,添加導電鋰鹽,構成離子傳導網(wǎng)絡(luò )。聚合物電解質(zhì)具備柔性與易加工 的特點(diǎn),界面接觸相對較好。其主要基于現有的高分子材料體系,且與現有液態(tài)電池產(chǎn) 線(xiàn)兼容度高,生產(chǎn)成本相對較低。早在 2011 年,法國 Bolloré就已經(jīng)推出了搭載固態(tài)電池的乘用車(chē) BlueCar,率先實(shí)現聚合物固態(tài)電池的商業(yè)化應用。電導率與穩定性相對較低,抑制鋰枝晶能力有限。聚合物電解質(zhì)短板主要是其較低的室溫電導率,與氧化物、硫化物存在數量級以上的差距,故往往需要提升工作溫度。聚合物 依然基于有機物體系,其熱穩定性相對較低,電壓窗口較低(<4V),高壓下易氧化,與三元材料穩定性有限。聚合物材料硬度較低,抑制鋰枝晶能力有限。
體系組合多樣化,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(lèi)、不同 比例的高分子聚合物以及導電鋰鹽的組合,具備較高的靈活性,可以更好的適配應用場(chǎng) 景的需要。PEO 是以往研究中最早、應用最廣泛的聚合物電解質(zhì)基質(zhì),對鋰鹽具有良好 的親和力,對金屬鋰具有良好的相容性。與電解液相比,在聚合物電解質(zhì)中,鋰鹽溶解、 解離難度更大,需要通過(guò)增大陰離子半徑實(shí)現電荷更高程度的離域化,減少離子間的相互作用,從而提高電導率和溶解性。PEO 基電解質(zhì)中最常用的鋰鹽是 LiN(CF3SO2)2 (LiTFSI),與其他鋰鹽相比,它降低了 PEO 的結晶度,因此提高了聚合物-鋰鹽絡(luò )合物的離子導電性。
 
(三)氧化物:穩定性突出,綜合性能優(yōu)秀
氧化物電解質(zhì)穩定性突出,綜合性能優(yōu)秀。氧化物固態(tài)電解質(zhì)具有相對較高的離子電導 率和更高的熱穩定性,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。此外,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(cháng),提升電池安全性能。氧化物電解質(zhì)的制備對環(huán)境要求不苛刻,成本適中,易于大規模生產(chǎn)和應用。
LLZO、LATP 應用前景較大。氧化物電解質(zhì)包括鈣鈦礦型、反鈣鈦礦型、NASICON 型、 LiSICON 型、石榴石型與 LiPON 型。鈣鈦礦型代表材料為 LLTO,它具有更高的晶體電導率與穩定的結構,但其晶界電導率較低限制了總電導率,對鋰金屬不穩定也限制了對鋰金屬負極的適配。NASICON 型代表材料為 LATP 與 LAGP,同樣具備高環(huán)境穩定性, 且穩定電位可達5V,適配高壓正極材料,但是 LATP 依然存在對鋰金屬不穩定的問(wèn)題, LAGP 由于存在鍺元素,成本過(guò)于高昂。石榴石型代表材料為 LLZO,它具有高總離子電導率,高穩定電壓(6V),更好的熱穩定性,且對鋰金屬穩定,潛力更大。LiPON 型為非晶態(tài)材料,綜合性能優(yōu)秀,但往往只能用于薄膜類(lèi)材料。氧化物存在脆性較大和界面接觸的問(wèn)題。氧化物脆性較大,導致負極充放電中體積變化無(wú)法補償,在外力作用下也更容易破裂,也導致界面問(wèn)題較為嚴重,難以單獨使用。工藝上,氧化物需要高溫燒結,較為復雜,且帶來(lái)能耗問(wèn)題。
 
(四)硫化物:電導率相對更高,兼具柔性可加工
硫化物室溫電導率更高,兼具柔性可加工,遠期更具潛力。硫化物室溫電導率更高,已 接近電解液電導率水平,還具備良好的柔性,使其能夠與活性材料形成更好的界面,更 好的補償體積變化。在具備一定柔性的同時(shí),硫化物也有強的抑制鋰枝晶能力,為動(dòng)力 電池應用場(chǎng)景中理論潛力最高的材料體系。工藝上,硫化物易于加工,可以通過(guò)冷壓法 制造,避免了氧化物的高溫燒結步驟,但部分工藝需要惰性氛圍,生產(chǎn)成本高,目前難 以規?;?。
LPS型與argyrodite型應用前景較大。硫化物電解質(zhì)包括LPS、argyrodite型、thio-LISICON 型與 LGPS 型。LPS 主要為非晶態(tài)材料,代表材料為 Li3PS4、Li7P3S11,其熱穩定性好, 成本較其它硫化物低,但其離子電導率相對其它硫化物也較低。argyrodite 型代表材料為 Li6PS5X (X = Cl, Br, I),其離子電導率較高,對鋰金屬也相對穩定,潛力更大。thio-LISICON 型代表材料為 Li3.25Ge0.25P0.75S4,性能相較其它硫化物不夠突出,應用潛力不大。LGPS 型 代表材料為 Li10GeP2S12 (LGPS),Li10SiP2S12 (LSPS),具備更高的離子電導率,然而其對 鋰金屬不穩定、含有高成本的鍺等因素限制較大,有待進(jìn)一步研發(fā)。穩定性問(wèn)題較為嚴重,尚處于研發(fā)階段。硫化物電解質(zhì)對空氣、水分敏感,會(huì )產(chǎn)生有害 氣體硫化氫;界面穩定性不高,導致更高的界面電阻;電壓窗口較低(1.7-2.3V),易氧化。硫化物電解質(zhì)各方面穩定性問(wèn)題較為嚴重,需要通過(guò)摻雜、涂層、包覆等策略解決, 導致較高的研發(fā)難度,目前還沒(méi)有進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
 
四 企業(yè)分布
(一)清陶能源
背靠院士技術(shù)團隊,攻克固態(tài)電解質(zhì)核心技術(shù)。清陶(昆山)能源發(fā)展股份有限公司成 立于 2016 年,由中科院院士、清華大學(xué)教授南策文團隊領(lǐng)銜創(chuàng )辦?,F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,與多家主流車(chē)企建立了長(cháng)期合作關(guān)系。公司歷經(jīng)多輪融資,估值超 240 億。清陶構建了自主可控的知識產(chǎn)權體系,已申請國家專(zhuān)利 500 多項,獲得授權 300 多 項。目前已突破固態(tài)電解質(zhì)材料(LLTO、LLZO)生產(chǎn)技術(shù),可通過(guò)流延成型等多種方法 制備出氧化物-聚合物復合全固態(tài)電解質(zhì)膜,也可以生產(chǎn)多功能復合隔膜。
目前產(chǎn)能 1.7GWh,遠期規劃超 35GWh。2018 年 11 月,清陶能源建成全國首條可量產(chǎn) 固態(tài)鋰電池產(chǎn)線(xiàn)并正式投產(chǎn),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(xiàn)。23 年 2 月,清陶新固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化項目在昆山破土動(dòng)工,建成 后年產(chǎn)能將達到 10GWh。同月,公司與成都郫都區達成戰略合作,將投資 100 億元,建設 15GWh 清陶能源動(dòng)力固態(tài)電池儲能產(chǎn)業(yè)基地。公司核心生產(chǎn)設備和電解質(zhì)材料均為自研自產(chǎn),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,在建產(chǎn)能 10GWh,遠期規劃超 35GWh。
牢牢綁定上汽集團,積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈合作。從 2018 年開(kāi)始,清陶能源和上汽集團就圍繞 固態(tài)電池展開(kāi)了技術(shù)合作;2020 年,上汽投資了清陶;2022 年,雙方成立聯(lián)合實(shí)驗室;2023 年,雙方成立了合資公司。共同研發(fā)的固態(tài)電池產(chǎn)品將搭載于上汽智己、飛凡、榮威、MG 等車(chē)型上,預計 2025 年將達 10 萬(wàn)輛的規模。此外,公司還與當升科技、翔豐華、利元亨分別在正負極材料、生產(chǎn)設備上達成戰略合作協(xié)議。
 
(二)衛藍新能源
背靠中科院物理所,技術(shù)實(shí)力雄厚。北京衛藍新能源科技有限公司成立于 2016 年,位于北京房山竇店。公司由中國工程院院士陳立泉、中科院物理所研究員李泓、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)驗室固態(tài)電池技術(shù)的唯一產(chǎn)業(yè)化平臺。公司專(zhuān)注于固態(tài)鋰電池研發(fā)與生產(chǎn),擁有系列核心專(zhuān)利與技術(shù),應用 覆蓋新能源車(chē)船、規模儲能等行業(yè)領(lǐng)域。截至 2022 年 11 月,衛藍新能源共獲 8 輪融資, 估值已超 150 億元,投資方包括小米集團、蔚來(lái)資本、華為、天齊鋰業(yè)等。
目前產(chǎn)能 6GWh,遠期規劃近 130GWh。公司已在北京房山、江蘇溧陽(yáng)、浙江湖州、山東淄博規劃了 4 大生產(chǎn)基地。截至 23 年 8 月,公司已有 6GWh 半固態(tài)電池產(chǎn)能,遠期規 劃近 130GWh。其中,2020 年 7 月溧陽(yáng)基地實(shí)現 270Wh/kg 半固態(tài)電池量產(chǎn),產(chǎn)能為 0.2GWh。湖州項目一期 2GWh 已達產(chǎn);二期總投資 109 億元,占地約 497 畝,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(kāi)工。22 年 2 月,衛藍新能源山東淄博電池工廠(chǎng)正式開(kāi)工,項目一期投資 102 億元,年產(chǎn)能為20GWh,全基地產(chǎn)能遠期規劃為 100GWh。北京房山基地規劃產(chǎn)能 8GWh,正在穩步推進(jìn)中。供貨蔚來(lái),推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作。衛藍新能源與蔚來(lái)合作研發(fā)半固態(tài)電池,產(chǎn)品能量 密度達 360Wh/kg,單次充電續航 1000 公里,23 年 6 月底實(shí)現交付,將搭載在蔚來(lái) ET7 車(chē)型上。2021 年 2 月,公司與恩捷股份、天目先導成立合資公司江蘇三合,合作研發(fā)半固態(tài)電池涂層隔膜。此外,公司還先后與當升科技、容百科技、天齊鋰業(yè)達成了正、負極材料方面的戰略合作協(xié)議。
 
(三)金龍羽
與重慶大學(xué)團隊合資,完成新能源布局。金龍羽主營(yíng)業(yè)務(wù)為電線(xiàn)電纜的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo) 售與服務(wù),主要產(chǎn)品包括電線(xiàn)和電纜兩大類(lèi)。2021 年 8 月,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,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(kāi)發(fā),并推動(dòng)研究成果產(chǎn)業(yè)化。重慶錦添翼由重慶大學(xué)教授李新祿教授 100%持股,李新祿教授團隊具備 20 多年鋰離子電池領(lǐng)域研究基礎,已成功掌握了氧化物固態(tài)電解質(zhì)的宏量制備、硅碳負極材料的批量化生產(chǎn)、固態(tài)電芯的原位集成等研究成果。固態(tài)電解質(zhì)、半固態(tài)電芯處于中試階段。截至 2023年半年報,公司已經(jīng)完成半固態(tài)電芯主輔料的來(lái)料檢測、驗證、篩選和導入,研發(fā)了半固態(tài)電芯中試線(xiàn)的生產(chǎn)工藝,各項性能指標尚在測試與改進(jìn)。固態(tài)電解質(zhì)方面,公司在已有固態(tài)電解質(zhì)中試線(xiàn)的基礎上研發(fā)了漿料以及涂層隔膜的合成工藝,各項性能均在測試與改進(jìn)。此外,硅碳負極材料、磷酸鹽正極材料的合成工藝也在研發(fā)中。
(四)瑞泰新材
新型鋰鹽產(chǎn)品順利導入固態(tài)電池。瑞泰新材主營(yíng)業(yè)務(wù)包括電池材料以及有機硅等化工新 材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。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、硅烷偶聯(lián)劑等。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布局,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(xiāo)售。
(五)奧克股份
環(huán)氧乙烷龍頭,有望受益 PEO 需求增加。奧克股份主營(yíng)業(yè)務(wù)為環(huán)氧乙烷、乙烯衍生綠色低碳精細化工高端新材料的研發(fā)與生產(chǎn)銷(xiāo)售,主要產(chǎn)品有聚醚單體、聚乙二醇、碳酸酯、環(huán)氧乙烷。公司已經(jīng)成為國內環(huán)氧乙烷衍生精細化工新材料行業(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。環(huán)氧乙烷為聚環(huán)氧乙烷(PEO)單體,公司也有開(kāi)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。
(六)貝特瑞
硅基負極布局領(lǐng)先,開(kāi)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 材料和負極材料,為負極材料行業(yè)頭部公司之一。公司在硅基負極上布局行業(yè)領(lǐng)先,截 至22年年報,產(chǎn)能達 5000 噸/年,硅碳負極材料比容量達到 1800mAh/g 以上,硅氧負極材料比容量達到 1400mAh/g 以上。2022 年 3 月 24 日,公司與深圳市光明區人民政府簽署《貝特瑞高端鋰離子電池負極材料產(chǎn)業(yè)化項目投資合作協(xié)議》,在深圳市光明區內投資建設年產(chǎn) 4 萬(wàn)噸硅基負極材料項目,該項目按計劃逐步推進(jìn)中。此外,公司新開(kāi)展無(wú)機固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品研發(fā),首款固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品已完成中試驗證,正導入客戶(hù)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。三祥新材股份有限公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為 鋯系制品、鑄改新材料等工業(yè)新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,產(chǎn)品主要有氧化鋯、鑄改新 材料、海綿鋯、氧氯化鋯、納米新材料(納米氧化鋯)。含鋯復合氧化物和含鋯復合氯化物做為新能源固態(tài)電解解質(zhì),表現出了良好的電化學(xué)性能,具有可靠的安全性和低成本優(yōu)勢,是未來(lái)新能源電池材料的一個(gè)發(fā)展方向。公司以自產(chǎn)氧化鋯為原料,進(jìn)行了固態(tài)電 解質(zhì)粉體的合成試驗,主要包括 LLZO、LLZTO、LALZO、LGLZO、LALZTO 及 LGLZTO 等系列含鋯氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體材料,項目尚處于實(shí)驗室小試階段。
(八)當升科技
與多家固態(tài)電池廠(chǎng)商緊密合作,固態(tài)正極材料客戶(hù)導入順利。當升科技作為全球鋰電正 極材料的龍頭企業(yè),主要研發(fā)、生產(chǎn)與銷(xiāo)售多元材料、磷酸(錳)鐵鋰、鈷酸鋰等鋰電池正極材料和多元前驅體等材料,產(chǎn)品在電動(dòng)汽車(chē)、儲能、數碼電子等領(lǐng)域廣泛應用,已牢固占據全球頂尖的高鎳多元材料供應鏈。公司研發(fā)的雙相復合固態(tài)鋰電正極材料、固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品,解決了正極與電解質(zhì)固固界面難題,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快。公司已與贛鋒鋰電、衛藍新能源、清陶、輝能等固態(tài)電池客戶(hù)建立了緊密戰略合作關(guān)系,上半年超高鎳產(chǎn)品銷(xiāo)量同比實(shí)現數倍增長(cháng)。
(九)容百科技
高鎳/超高鎳產(chǎn)品行業(yè)領(lǐng)先,導入衛藍新能源供應鏈。容百科技主要從事多元材料、磷酸 錳鐵鋰材料、鈉電材料及多元前驅體的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,產(chǎn)品主要用于鋰/鈉電池的制 造,并主要應用于電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)二輪車(chē)、儲能設備及電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。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)、富鋰錳基正極材料、尖晶 石鎳錳酸鋰等新材料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域不斷取得技術(shù)突破。其中,Ni90 高鎳產(chǎn)品已批量供貨衛藍 新能源 360Wh/kg 半固態(tài)電池體系,正式應用在蔚來(lái) ET7 等三款車(chē)型。
資料來(lái)源于曉風(fēng)數據鋰航。

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