中國儲能網(wǎng)訊：近日，固態(tài)電池板塊持續(xù)火熱，A股多家“涉固”上市公司股價大漲，引發(fā)市場廣泛關注。9月以來，南都電源一度斬獲“20CM”漲停3連板，三日漲近67%；東峰集團也出現(xiàn)漲停3連板，德爾股份、寶麗迪等單日漲停，翔豐華、金龍羽等跟漲。
消息面上，南都電源此前于8月30日表示，目前其研發(fā)的固態(tài)電池產品能量密度可達350Wh/kg，循環(huán)壽命2000次，已通過熱箱、短路等安全項測試，各項指標順利完成，將于今年四季度完成項目驗收。
業(yè)界人士表示，南都電源連日股價大漲或與其透露的固態(tài)電池進展有關。稍早前的8月28日，中創(chuàng)新航和鵬輝能源也發(fā)布了在固態(tài)電池領域各自的研發(fā)成果。
其中，中創(chuàng)新航發(fā)布“無界”全固態(tài)電池技術，對應電池能量密度可達430wh/kg，容量超50Ah，同時在電池運行壓力、壽命、功率方面均取得重要突破，其計劃于2027年裝車。
鵬輝能源發(fā)布其第一代固態(tài)電池，采用氧化物固態(tài)電解質方案，能量密度為280Wh/kg，計劃于2025年后搭載硅負極做到300Wh/kg，將在2025年中試研發(fā)、小規(guī)模生產，2026年批量生產。
9月6日欣旺達也透露，其第一代半固態(tài)電池已完成開發(fā)，第二代半固態(tài)電池的電芯樣品已經(jīng)開始中試試驗，第三代聚合物復合全固態(tài)電池已完成實驗室驗證，預計2025年完成產品開發(fā)。其第四代全固態(tài)電池還在開發(fā)中，預計2027年完成實驗室樣品制作。
實際上，進入2024年，與液態(tài)鋰離子電池行業(yè)增速放緩不同，固態(tài)電池熱度持續(xù)攀升。目前，還有包括寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、比克電池、弗迪電池、蜂巢能源、清陶能源、太藍新能源等在內的多家國內電池企業(yè)，都已公布各自在固態(tài)電池產品方面的相關規(guī)劃布局。
中信證券研報認為，2024年以來，我國固態(tài)電池行業(yè)出現(xiàn)半固態(tài)量產車型上市、半固態(tài)電池裝車滲透率達1%等邊際變化，產業(yè)化信號已至。
不過，也有很多業(yè)界人士認為，雖然固態(tài)電池產業(yè)化動態(tài)較以前頻繁，但離規(guī)?；慨a尚有較長距離。
9月3日南都電源發(fā)布公告稱，其固態(tài)電池產品短期內不會大批量生產；鵬輝能源此前也披露其固態(tài)電池產品預計一年內不會大批量生產。這也佐證了固態(tài)電池，尤其是全固態(tài)電池的產業(yè)化進程仍然“荊棘叢生”。
那么，怎樣的技術路線或將實現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化？我國全固態(tài)電池產業(yè)化“卡脖子”環(huán)節(jié)在哪里、目前對其突破進展如何？
固態(tài)電池“披荊斬棘”三步走
產業(yè)化過程方面，近日，中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高在行業(yè)會議上指出，固態(tài)電池的發(fā)展需要一步一步走：
第一步，重點攻關固態(tài)電解質。（電芯能量密度）2025年以200Wh/kg和400Wh/L為目標，打通全固態(tài)電池技術鏈，三元和石墨正負極基本不變，確立主體電解質；2030年以300Wh/kg和600Wh/L為目標，特種商用車應用為主要場景，三元-硅碳正負極，優(yōu)化固態(tài)電解質體系，提升電池倍率性能和循環(huán)壽命。
第二步，重點攻關高容量復合負極。（電芯能量密度）2030年以400Wh/kg和800Wh/L為目標，高性能乘用車應用為主要場景，進一步發(fā)展高比容量高硅基負極，提升電池倍率性能和循環(huán)壽命；2035年以500Wh/kg和1000Wh/L為目標，進一步發(fā)展高比容量鋰金屬負極（鋰金屬載體或功能層）。
第三步，重點攻關高容量復合正極。（電芯能量密度）2035年以500Wh/kg和1000Wh/L為目標，進一步發(fā)展高電壓高比容量富鋰正極；2040年以700Wh/kg為目標，發(fā)展鋰硫和鋰空氣電池。
值得一提的是，歐陽明高院士建議“明年確立主體電解質”，足見在其“固態(tài)電池三步走”戰(zhàn)略中，攻關固態(tài)電解質是極其重要的一環(huán)。
固態(tài)電解質研發(fā)到哪一步了？
根據(jù)電解質區(qū)分，目前全固態(tài)電池的技術路線主要包括聚合物、氧化物、硫化物、鹵化物這四大類。
據(jù)了解，當前固態(tài)電解質材料多以氧化物和硫化物為主，且行業(yè)內產線建設已出現(xiàn)噸級到千噸級布局。
當升科技透露，其已系統(tǒng)布局氧化物、硫化物等固態(tài)電解質和雙相復合高能量固態(tài)正極材料關鍵技術路線，相關固態(tài)鋰電產品性能處于行業(yè)領先地位，已率先導入輝能、清陶、衛(wèi)藍、贛鋒等固態(tài)電池客戶，并實現(xiàn)批量供應。
據(jù)介紹，在固態(tài)電解質開發(fā)方面，當升科技通過特殊組分設計以調控鋰離子通道，多元素靶向修飾以穩(wěn)定晶體結構，設計出獨特的全流程納米一體化工藝，開發(fā)出高離子電導率、高穩(wěn)定性的納米級固態(tài)電解質，相關固態(tài)鋰電產品已實現(xiàn)裝車驗證。
容百科技也曾表示，其擁有濕法、干電極制備固態(tài)電解質膜技術儲備，已開發(fā)出多種固態(tài)電解質材料，硫化物系固態(tài)電解質計劃今年實現(xiàn)中試，明年試生產。
貝特瑞今年8月透露，其在固態(tài)電解質及固態(tài)電池用正極、負極材料的開發(fā)和創(chuàng)新方面均取得顯著進展，其LATP氧化物固態(tài)電解質已開始噸級出貨。
上海洗霸披露，2024年1-7月，其鋰離子電池固態(tài)電解質粉體材料完成37個批次、236kg送貨，覆蓋23家客戶。其多形態(tài)固態(tài)電解質粉體材料采用的主要是氧化物技術路線，已合作建成十噸級產線，正在向五十噸及百噸級擴產。
璞泰來半年報顯示，其已完成固態(tài)電解質LATP（磷酸鋁鈦鋰）和LLZO（鋰鑭鋯氧）的中試，并已在四川基地建成年產200噸固態(tài)電解質中試產線。
贛鋒鋰業(yè)今年6月表示，其固體電解質材料千噸級產線已投產，混合固液鋰電池在動力、3C、便攜式儲能等領域實現(xiàn)量產，其中動力領域包括部分車企的示范運營項目以及量產車型。
光華科技透露，其提供固態(tài)電解質的原料，包括硫化物、氧化物原料，今年開始基本上按噸級銷售。從所接觸的客戶來看，其認為目前進度快一點的是氧化物路線。
盟固利研發(fā)的LATP型固態(tài)電解質已在固態(tài)電池頭部企業(yè)完成材料認證，正在進行供應商導入工作。
據(jù)市場消息，歐陽明高院士工作站(四川新能源汽車創(chuàng)新中心)研發(fā)的納米級“硫化物電解質”今年7月也取得階段性進展，目前正在規(guī)劃一條年產百噸級的中試線，預計在今年年底動工建設。該中心還計劃在2026年前建設一條千噸級量產線。
歐陽明高院士表示，“我做燃料電池的體會是一次解決一個問題。固態(tài)電池也一樣，首先要解決固態(tài)電解質的問題，我們不要正極也變、負極也變、電解質也變，怎么可能一次都解決？”
中銀證券也表示，固態(tài)電解質是固態(tài)電池的關鍵變化。在眾多固態(tài)電解質技術路線中，復合固態(tài)電解質綜合聚合物和氧化物的優(yōu)點，配合界面技術的應用，有望率先實現(xiàn)產業(yè)化落地。硫化物電解質目前被業(yè)界多數(shù)認為是全固態(tài)電池的理想路線，未來隨著相關技術的成熟，有望批量化生產。
業(yè)內專家指出，目前沒有一種電解質十全十美，在各國科學家的努力下，各個路線都有一些針對性的技術出來。
值得注意的是，采用固態(tài)電解質后，固態(tài)電池的研發(fā)也并非易事。寧德時代董事長曾毓群近期就表示，“我們在全固態(tài)電池上，已經(jīng)投入了七、八年的時間進行研究。研發(fā)全固態(tài)電池的關鍵，在于對材料和化學體系的研究，其中最難的就是‘固-固界面’問題。”
市場方面，中信證券預計2030年全球固態(tài)電池出貨需求將達643GWh，2024年至2030年復合增長率為133%，合計市場空間為1.2萬億元。
可以看到，隨著頭部材料企業(yè)的發(fā)力，主體固態(tài)電解質或將于明年更加清晰化、集中化，這也將助力固態(tài)/全固態(tài)電池的產業(yè)化進程。
