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固態(tài)電池行業(yè)正處于從0到1的階段
日期:2023-04-26   [復制鏈接]
責任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
近日,寧德時代發(fā)布了新的電池技術——凝聚態(tài)電池,主打高比能和高安全,單體能量密度高達500Wh/kg。

據(jù)寧德時代介紹,針對超高比能化學材料的電化學反應變化,凝聚態(tài)電池采用了高動力仿生凝聚態(tài)電解質,可以構建微米級別自適應網(wǎng)狀結構,在增強微觀結構穩(wěn)定性的同時,提高電池動力學性能。

值得注意的是,在固態(tài)電池、半固態(tài)電池一而再、再而三的“跳票”的情況下,在發(fā)布會上,寧德時代首席技術官吳凱表示,今年底前寧德時代將形成量產(chǎn)凝聚態(tài)汽車電池的能力,同時也已經(jīng)與民用飛機公司合作開發(fā)電動機。

中金公司研報指出預計年內有多個車企品牌搭載半固態(tài)電池率先量產(chǎn),建議關注固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈從0到1環(huán)節(jié)投資機遇。

那么什么是固態(tài)電池呢?其和傳統(tǒng)鋰離子電池相比又有什么優(yōu)點呢?

固態(tài)電池行業(yè)正處于從0到1的階段

所謂固態(tài)電池,就是指采用固態(tài)電解質的鋰離子電池。

固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是,固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。

由于科學界認為鋰離子電池已經(jīng)到達極限,固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導物質,取代以往鋰電池的電解液,大大提升鋰電池的能量密度。

固態(tài)電池與目前主流的傳統(tǒng)鋰離子電池最大的不同在于電解質。固態(tài)電池是使用固體電解質,替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。而傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量,電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質。這個就是本質的區(qū)別。

固態(tài)電池可兼顧高安全性、高比容量,遠期可實現(xiàn)較液態(tài)電池更低制造成本。固態(tài)電池可兼顧高安全性和高比容量電極材料,是實現(xiàn)更高能量密度的必要路徑,同時由于更高的理論模組空間利用率、更簡化的電池組裝工序,其具備較液態(tài)電池更低的理論成本。

從安全性看,固態(tài)電解質材料熱穩(wěn)定性好、不易燃燒且固態(tài)電池無電解液泄露風險,具有更好的安全性。

從能量密度看,固態(tài)電池與鋰金屬負極兼容性好,模組空間利用率高、配組靈活,有望進一步提升能量密度。

雖然固態(tài)電池優(yōu)點很多,但固態(tài)電池應用之路困難重重,仍需解決幾大痛點。

第一是供應鏈重塑:固態(tài)電池相比現(xiàn)有成熟的液態(tài)鋰電池技術變更巨大,需重塑本就極其復雜的鋰電池供應鏈,任重道遠。

第二是降低成本:固態(tài)電池采用的預鋰化硅碳負極或遠景金屬鋰負極、高鎳正極、固態(tài)電解質等新科技材料生產(chǎn)成本遠高于目前對應的材料,降本之路極其艱巨漫長。

第三是快充效率不佳,固態(tài)電解質導電率僅為電解液十分之一,快充效率不佳,嚴重影響實際應用。

產(chǎn)業(yè)化進程方面光大證券預計2023年全球半固態(tài)電池滲透率為1%。分別搭載衛(wèi)藍新能源、贛鋒鋰業(yè)半固態(tài)電池的蔚來ET7、東風E70,搭載半固態(tài)電池的賽力斯純電動SUV、東風追光轎車均于2022-2023年已經(jīng)/計劃交付。此外,清陶能源、國軒高科、孚能科技生產(chǎn)的半固態(tài)電池也于2022-2023年已經(jīng)或計劃裝車。根據(jù)測算,2023年全球半固態(tài)電池滲透率約為1%,需求達到約8.8GWh, 2023-2030年,全球固態(tài)電池需求增長的CAGR為63.7%。

在市場規(guī)模方面,觀研天下測算,中國固態(tài)電池規(guī)模有望在2025年達到29億元,2030年突破200億元,預計2022年至2030年復合增長率高達55.01%。在出貨量方面,國內出貨量有望在2025年達24GWh,2030年突破250GWh,2022年至2030年復合增長率高達74.66%。

固態(tài)電池對行業(yè)有何影響

無論是半固態(tài)電池還是固態(tài)電池影響主要在電池的材料方面。其中半固態(tài)電池對現(xiàn)有材料體系沖擊較小。

信達證券指出正極材料方面:目前現(xiàn)有的磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元 NCM 等正極材料仍可延續(xù)使用。負極材料方面:目前主流的石墨系、以及未來的硅碳系均可使用,由于半固態(tài)電池中仍然存在一定量的液態(tài)電解質,所以鋰金屬負極目前尚不適用。

電解液方面:目前仍需要少量的有機溶劑浸漬,現(xiàn)有主流的鋰鹽 LiPF6以及 LiTFSI、LiFSI 等新型鋰鹽仍然需要添加;隔膜方面:由于半固態(tài)電池中仍然存在一定量的液態(tài)電解質,仍然需要隔膜隔絕正負極防止短路,而且在一些情況下隔膜仍然要被用作骨架支撐,但是對隔膜的技術要求可能會發(fā)生變化。

而全固態(tài)電池或將對傳統(tǒng)液態(tài)電池四大材料體系造成較大的沖擊。正極材料未來更可能使用高比能材料;負極材料中金屬鋰有望應用;電解質體系中液態(tài)溶劑將被完全取代;隔膜將被逐步替代。

從應用節(jié)點看,半固態(tài)電池或在2023到2025年實現(xiàn)小批量裝車使用,而全固態(tài)電池或在2030年前后迎來商業(yè)化轉折點。

半固態(tài)電池可以關注上海洗霸、高樂股份、金龍羽、當升科技、贛鋒鋰業(yè)等。

固態(tài)電池可以關注寧德時代、比亞迪、國軒高科、蜂巢能源、孚能科技、衛(wèi)藍新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)等。

原標題: 固態(tài)電池行業(yè)正處于從0到1的階段
 
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來源:證券之星
 
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