近日,中國汽車工程學會正式發(fā)布《全固態(tài)電池判定方法》團體標準,首次明確了全固態(tài)電池的定義,解決了行業(yè)界定模糊、測試方法缺失等問題,為技術升級和產業(yè)化應用奠定基礎。
新標準中,“全固態(tài)電池”要求離子傳遞必須完全通過固體電解質實現(xiàn),與混合固液電解質電池形成嚴格的技術分界。這一團標的核心研究點為基于失重率的液態(tài)物質含量試驗方法,即通過真空加熱測試失重率,當樣品目視無液體且失重率低于1%時,判定為全固態(tài)電池。經多輪驗證試驗支撐,該方法誤差率低、結果穩(wěn)定,適用于多種主流技術路線。
今日開盤,部分固態(tài)電池概念股走強,一度漲超10%。其中,海辰藥業(yè)、英聯(lián)股份等概念股一度漲停,雖然截至收盤有所回落,但近期固態(tài)電池概念股普遍表現(xiàn)較好。
早在今年2月份,全國政協(xié)常委、經濟委員會副主任苗圩在第二屆中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上就表示,此前部分企業(yè)宣布已經量產裝車的固態(tài)電池大部分是半固態(tài)電池,半固態(tài)電池仍然屬于液態(tài)電池的范疇,不是液態(tài)電池隨著電解液液體的減少就可以發(fā)展成為固態(tài)電池,這是兩個完全不同的概念。他認為,全固態(tài)電池2027年前后才能實現(xiàn)小批量生產,距離大規(guī)模的量產還需要更長的時間。
平安證券發(fā)布的一份研報稱,半固態(tài)電池是固態(tài)電池的過渡路線,在電池中引入固態(tài)電解質的同時保留少量電解液,主要包括氧化物、聚合物路線。常見的固態(tài)電解質中,氧化物和聚合物電解質均存在“離子電導率低”和“界面接觸差”的問題,因此部分參與者推出半固態(tài)電池作為過渡路線,保留一部分電解液浸潤固態(tài)電解質,以改善離子電導率和界面接觸情況。半固態(tài)電池與傳統(tǒng)工藝的兼容性較好,產業(yè)化難度低于全固態(tài)電池,產線改造等理論成本低于全固態(tài)電池(但高于液態(tài)電池);與液態(tài)電池性能相比,半固態(tài)電池的能量密度和安全性均有提升,但固態(tài)電解質目前仍面臨界面不穩(wěn)定和機械應力等問題,導致循環(huán)壽命和快充性能弱于液態(tài)電池,技術和工藝仍需進一步突破。液態(tài)鋰離子電池液態(tài)含量為25%,半固態(tài)電池液態(tài)含量為5%~10%。
從當前產業(yè)布局來看,多家車企和電池企業(yè)在固態(tài)電池領域進行布局,目前推出的產品主要為半固態(tài)電池,全固態(tài)電池小批量生產時間表普遍在2027年左右。研究機構EVTank數(shù)據(jù)顯示,2024年全球固態(tài)電池出貨量達到5.3GWh,同比大幅增長4.3倍,全部為半固態(tài)電池,主要為中國企業(yè)生產。
但全固態(tài)電池產業(yè)化正在加速,這一領域的利好消息不斷,使資本市場固態(tài)電池板塊近期整體呈現(xiàn)走高趨勢。
5月21日,據(jù)央視新聞報道,中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心王春陽研究員聯(lián)合國際團隊近期取得重要突破,利用三維電子絕緣且機械彈性的聚合物網絡,發(fā)展了無機/有機復合固態(tài)電解質,有效抑制了固態(tài)電解質內部的鋰金屬析出、互連及其誘發(fā)的短路失效,顯著提升了其電化學穩(wěn)定性。該研究成果5月20日發(fā)表在《美國化學會會刊》。
而電池產業(yè)鏈相關企業(yè)也相繼發(fā)布半固態(tài)/固態(tài)電池新品。比如國軒高科近日官宣建成0.2GWh全固態(tài)電池中試線,并發(fā)布了包括G垣準固態(tài)電池在內的6項新產品;寧德時代近期在投資者調研活動中表示,公司在全固態(tài)電池上持續(xù)堅定投入,2027年有望實現(xiàn)小批量生產;當升科技近日在互動平臺表示,公司與清陶能源已建立緊密戰(zhàn)略合作關系,2024年出貨量同比大幅增加,未來將共同推進固態(tài)電池技術研發(fā)及產業(yè)化應用進程。
不過,全固態(tài)電池產業(yè)化仍需解決技術、工藝和成本的問題。在成本上,以硫化物全固態(tài)電池路線為例,硫化鋰現(xiàn)價200萬~400萬/噸,制備成全固態(tài)電池后,僅電芯的成本已高達5~6元/Wh,整個全固態(tài)電池的成本是傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池成本的4~5倍。在技術上,中國科學院院士孫世剛認為,高能固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)主要來自如何進一步提升固態(tài)電解質的離子導電率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性,并構筑相容穩(wěn)定的固態(tài)界面。
銀河證券發(fā)布的一份研報顯示,國內固態(tài)電池產業(yè)升級從技術、成本等綜合角度看,或將沿著從復合半固態(tài)電池到硫化物全固態(tài)電池的路徑演進,全固態(tài)研發(fā)層面基本統(tǒng)一至硫化物方向,當前仍有路線尚未明確、規(guī)模量產難度大、驗證周期長等挑戰(zhàn),其節(jié)點樂觀估計在2027年左右,中性預期在2030年后。
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