近期，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)備受關注。寶馬、福特等多家頭部車企大力推進固態(tài)電池商業(yè)化進程，預計在2025年進入固態(tài)電池道路實測或量產(chǎn)應用階段。當升科技則與衛(wèi)藍新能源加強在固態(tài)鋰電材料領域的戰(zhàn)略合作。機構(gòu)指出，固態(tài)電池將成為引領新能源汽車發(fā)展的技術(shù)潮流。
技術(shù)不斷升級
12月7日，當升科技公告稱，公司與北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司(簡稱“衛(wèi)藍新能源”)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方同意加強在固態(tài)鋰電材料領域的戰(zhàn)略合作。衛(wèi)藍新能源承諾，2022年-2025年期間向公司采購總量不低于2.5萬噸固態(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)領域加強合作交流。
當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，動力電池技術(shù)隨之不斷升級。除當前市場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、體積更小的固態(tài)電池被視作下一代動力電池技術(shù)發(fā)展的主要方向。
除了當升科技，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，寧德時代宣布進軍硫化物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，2021年1月19日公開了兩項固態(tài)電池專利。2017年，國軒高科著手研發(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)建成億瓦時級第一代固態(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，加速固態(tài)電池商業(yè)化應用落地。2020年，贛鋒鋰業(yè)與東風集團簽訂固態(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)，并計劃從2022年開始搭載車輛，并著手實際工況測試。
國金證券指出，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)電池的應用進度，進一步促進動力電池由液態(tài)到半固態(tài)，再到全固態(tài)的路徑演進。固態(tài)電池有望享受超越常規(guī)液態(tài)電池的估值溢價。
拓展產(chǎn)業(yè)空間
固態(tài)電池被認為是替代液態(tài)電池的下一代技術(shù)，并成為動力電池的重要發(fā)展方向。
信達期貨研報指出，固態(tài)電池擁有更為穩(wěn)定的電解質(zhì)機械和化學特性，靜態(tài)及循環(huán)壽命將得到極大提升;對溫度不敏感，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，能量密度得到極大提升，預計可以達到當前三元鋰電池的2-10倍。
國信證券指出，軟包形態(tài)更契合固態(tài)電池的發(fā)展要求。無機固態(tài)電解質(zhì)膜相柔韌性相對較差，固態(tài)電池預計大多采用疊片工藝，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。
國信證券預計，2025年全球軟包電池出貨量有望達到638GWh，全球鋁塑膜需求量有望達到6.9億平方米，對應市場規(guī)模約為118億元。
豐田公司認為，在新一代電池中，固態(tài)電池最適合應用在電動車上。豐田和日本研究所正在加緊研發(fā)，制定固態(tài)電池的標準化生產(chǎn)流程。
中金公司指出，固態(tài)電池可以實現(xiàn)鋰金屬負極應用，解決電導率低、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時間。2030年前，固態(tài)電池僅可能應用于小部分高端電動汽車中，難以對現(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。
國金證券指出，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)為有機電解液，因其熱分解度溫度低、易燃、有毒，且電化學窗口低，導致動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)代替易燃有機電解液，進而改善電池安全性能。
盡管優(yōu)勢顯著，但現(xiàn)階段固態(tài)電池發(fā)展仍有大量現(xiàn)實問題有待解決。信達期貨指出，當前的固態(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，單位面積離子電導率較低，導致常溫下功率密度并不理想;同時，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。
中國科學院院士歐陽明高認為，固態(tài)電池真正投入大規(guī)模商業(yè)應用大概在2025-2030年。當前鋰離子電池的比能量上限大約是每公斤300瓦時。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?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極材料的全固態(tài)電池，比能量會提升到每公斤500瓦時。
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