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一是国内外固态发展加快,工业化突破即将到来

事件1:QS宣布Alpha-2原型电池已经开始向客户发货,销售商业化的重要一步。QS Alpha-2 原型是交付 QSE-5 路线图上的一个重要里程碑,QSE-5 是QS计划推出的第一款商业产品。QS于22年12月交付 A0原型后进入汽车认证流程。Alpha-2原型的能量密度高于早期的24层A0原型,主要采用更高负载的阴极和更高效的包装,优化电池中的材料和空间。

事件2:上汽智己发布了准900V超快充固态电池,即将量产上车。上汽最近通过官方微博宣布,其高端电动汽车品牌智己主要车型智己L6将进入大规模生产阶段,并将配备上汽与清陶联合开发的第一代固态电池。智己汽车联合首席执行官刘涛表示,固态电池将实现超高能量密度超过1000公里,通过纳米固态电解质等专利技术,打造行业第一个准900V超快速充电固态电池,大大缩短长途旅行能源时间,同时确保电池水平的顶级安全标准。

事件3:全新一代折叠旗舰vivovivo正式发布 X Fold3系列采用全球首发半固态电池。vivo X Fold3系列采用半固体电池技术,大大提高了电池的耐低温性能。采用领先行业的第二代硅材料,最大容量等效5700mah,单边最薄厚度低至4.65mm,可配备100W双芯闪充电和50W无线闪充电组合,为消费者带来更长的折叠屏续航时间。

二、固态电池行业概况

固态电池是用固态电解质代替传统锂离子电池中电解质的新型电池。

锂电池技术体系根据电解质的不同,可分为:液体电解质电池、混合固液电解质电池(半固体电池)、固体电解质电池。

锂电池的发展路线:

液体电池多采用有机液体电解质,易燃易挥发,充电过多,内部短路易失控,自燃甚至爆炸,是液体电池安全风险的主要根源。

固态电解质本身不可燃,热分解温度高,完全避免了电解质腐蚀、挥发、泄漏等问题,大大提高了安全性能。

对比液体、半固态、全固态电池结构:

国内外固态发展加快,工业化突破即将到来

目前,国内许多企业选择半固态电池作为过渡产品。

自2022年以来,国内企业率先将半固态方案作为过渡的中间路线,实现装载应用进入工业化阶段。

半固态电池布局是国内主要企业:

国内外固态发展加快,工业化突破即将到来

三、梳理固态电池产业链

固态电池产业链包括上游金属材料和采矿资源的供应,中游电池材料包括正极、负极、固态电解质等关键材料,下游电池制造环节和动力、消费、储能等领域的应用场景。

固体电池产业链:

国内外固态发展加快,工业化突破即将到来

固体电池产业链与传统锂电池大致相似,最大的区别在于产业链中游原材料的迭代升级。

产业链的关键变化环节是固态电解质>新型负极>新型正极。

根据半固态到全固态的发展路径布局,主流厂商的核心变化是引入固态电解质,用固态电解质代替传统液态锂电池易燃易爆的有机电解质和隔膜。

负极材料将从石墨升级为新型硅基负极和含锂负极,然后升级为金属锂负极。

正极从高镍三元迭代到高电压高镍三元、超高镍三元,再迭代到尖晶石镍锰酸锂、层状富锂基等新型正极材料。

隔膜从传统隔膜到氧化物涂层,再升级为取消隔膜。

固体电池材料正负极材料变化:

国内外固态发展加快,工业化突破即将到来

四、固态电解质

与液态锂离子电池相比,固态电池在材料端的核心变量是固态电解质。

固态电解质作为固态电池的关键组成部分,其核心功能是为锂离子在正负极之间的传输提供通道,以提高电池的安全性能。

由于半固体电池中仍有部分液体电解液,因此保留了电解液和隔膜等结构。

全固态电池离子传导介质和通道由传统电解质和隔膜转变为固态电解质,进一步简化了电池结构。

固体电池和液体电池的组成差异:

国内外固态发展加快,工业化突破即将到来

聚合物氧化物电解质、硫化物电解质和聚合物电解质是固体电解质的主要技术路线。

氧化物电导率适中,稳定性好。目前,研发验证进展迅速;

硫化物电导率最高,长期发展潜力大,但稳定性差,成本高;

聚合物性能上限低,电导率有限,但应用难度小,是半固态方案的短期选择;

全固态电解质技术路线尚不清楚,研发难度大,周期长。

国内主流路线以氧化物为主,领先企业主要包括天目先导、蓝固新能源、清陶能源、赣丰锂业等;天目先导和蓝固新能源是国内固态电解质生产能力的主要来源,与卫兰新能源也具有中国科学院物理研究所的技术背景;上海洗霸和金龙宇分别与中国科学院上海硅酸盐研究所和重庆大学进行了深入的技术合作,或有望将相关产品推向大规模生产,其他公司的固态电解质产品仍处于实验室研发阶段。

海外制造商三井金属、发光生产、AGC等企业也在加快固态电解质领域的布局,但目前大部分批量生产计划都集中在2025年以后。来自海涵财经

国内外固态发展加快,工业化突破即将到来

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