鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:518次 | 2023年01月10日
固態(tài)電池未來成長性及產(chǎn)業(yè)鏈分析
目前市面上電池根據(jù)電解質(zhì)狀態(tài)不同大致可分為液態(tài)電池、半固態(tài)電池、準(zhǔn)固態(tài)電池和全固態(tài)電池。液態(tài)電池僅含有液體電解質(zhì),半固態(tài)電池以氧化物復(fù)合電解質(zhì)為主,準(zhǔn)固態(tài)電池以聚合物復(fù)合電解質(zhì)為主,而全固態(tài)電池以硫化物復(fù)合電解質(zhì)為主。
固態(tài)電解質(zhì)重要以聚合物、氧化物、硫化物為主。其性能和比較如表所示:
值得關(guān)注的是,硫化物固態(tài)鋰電池是導(dǎo)電率最高,熱穩(wěn)定最好,安全性最高的電解質(zhì)材料,也是最有可能應(yīng)用在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的材料,其在在高功率及高低溫環(huán)境下運(yùn)行優(yōu)勢明顯,且材料柔軟,易于加工,但是對空氣極為敏感,不僅容易被氧化,還容易遇水出現(xiàn)硫化氫等有害氣體。目前日本對固態(tài)鋰電池的研究專利居全球榜首,其中豐田以26項(xiàng)專利位列日本第一,重要是對硫化物體系固態(tài)電解質(zhì)的研究,我國CATL,清陶新能源也對該領(lǐng)域展開了研究。
全固態(tài)鋰電池正負(fù)極均使用固態(tài)材料作為電解質(zhì),相比于傳統(tǒng)鋰電池,全固態(tài)鋰電池的優(yōu)勢有:
(1)安全性能最高,多數(shù)無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)材料不可燃、不易腐蝕、不易揮發(fā)、不存在漏液,具有更高的安全保障。(2)能量密度高,目前市場上液態(tài)鋰電池能量密度最高達(dá)260W.h/kg,全固態(tài)鋰電池能量密度預(yù)期300W.h/kg~400W.h/kg或以上。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(3)固態(tài)電池比液態(tài)電池更加緊湊,電極間距可縮短到微米級(jí),內(nèi)部串聯(lián)后簡化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊,可以有效提升系統(tǒng)能量密度。
(4)循環(huán)壽命長,固態(tài)電解質(zhì)能夠有效防止液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中持續(xù)形成和生長固體電解質(zhì)界面膜的問題和鋰枝晶刺穿隔膜問題,可以大大提高其循環(huán)使用壽命。
(5)工作溫度范圍更寬,固態(tài)電池可操作溫度在300℃以上。
(6)回收方便,環(huán)保問題已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)聚焦問題,目前電池回收分為濕法和干法,濕法是指把電池中有毒的液態(tài)芯取出,干法是指采用破碎的方法把有效的成分取出來。固態(tài)電池回收時(shí)沒有廢液,不會(huì)發(fā)生側(cè)漏。
由于固態(tài)電池技術(shù)目前尚未成熟,量產(chǎn)后的具體效用如何還有待證實(shí),專業(yè)人員還指出固態(tài)電池量產(chǎn)后具備柔性優(yōu)勢,可以應(yīng)用于智能穿戴和可植入式醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域,充電效率更高且能有效防止由短路引起的爆炸隱患。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
應(yīng)用領(lǐng)域:全固態(tài)鋰電池可分為薄模型和大容量型。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用場景如下表所示:
目前全球范圍內(nèi)氧化物固態(tài)電池龍頭為美國Sakti3,其2015年被英國戴森收購,已擁有70余項(xiàng)專利。硫化物固態(tài)電池龍頭是以豐田為代表的日本38家聯(lián)合機(jī)構(gòu)。我國的固態(tài)電池還在緊鑼密鼓的研發(fā)階段,進(jìn)展較好的公司有:
CATL以硫化物電解質(zhì)為重要研究方向,目前容量為325mAh能量密度為300Wh/kg鋰金屬固態(tài)電池300以上剩余82%,此外,電池金字塔富士康推出了自己的開源電動(dòng)汽車平臺(tái)MIH,并配備固態(tài)電池組和車載互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),據(jù)悉富士康宣稱已具備量產(chǎn)技術(shù),富士康母公司鴻海精密和CATL和美國固態(tài)電池公司SolidEnergySystems(SES-麻省固能)在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域達(dá)成合作,并計(jì)劃在2024年推出固態(tài)電池。目前,麻省固能已經(jīng)在波士頓建立鋰金屬電池研發(fā)中試線,在上海嘉定建立了世界第一個(gè)鋰金屬電池生產(chǎn)展示中心。
珈偉股份七月和如皋管委會(huì)新能源汽車及零部件產(chǎn)業(yè)園區(qū),投資建設(shè)鋰電池電芯及PACK生產(chǎn)線,該項(xiàng)目總固定資產(chǎn)投資丌低于6.6億元人民幣,積極布局固態(tài)鋰電產(chǎn)業(yè)。