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固态电池现状解析

蔚来150kWh固态电池包的抛出,便瞬时震动市场,立马被人们解读为一场电池技术的革命到来,是对传统动力电池的降维打击。

但事实上固态电池才踏出万里长征的第一步,还有很多的山峰要攀登。

液态电池与固态电池

液态电池四大材料由正极、负极、隔膜、电解液组成。

固态电池目前有全固态电池和半固态电池两种形态,蔚来的150kWh固态电池包就为后者。

全固态电池:将隔膜、电解液替换成陶瓷基固态电解质(硫化物LiPSCl;氧化物LLZTO、LATP)。全固态电池彻底去除溶剂

准固态(半固态)电池:全固态中的陶瓷基电解质与正负极(固-固界面)接触较差,准固态采用用聚合物基体PVDF、PEO等作固态电解质。但聚合物基体PVDF、PEO成膜后含有残留溶剂,无法彻底去除(如此前的果冻电池就是半固态),因此叫作半固态/准固态。

根据产业链调研,固态电池将在2025年逐步实现商业化,在2030年成为动力电池主要技术路线。在此背景下,世界上主要国家均在大力布局该领域,主要分布于欧、美、中、日、韩,共有53家企业在布局研发固态电池,其中大约9家专注从事硫化物固态电池

1、中国

目前氧化物固态电池在中国比较盛行,氧化物固态电池水平属于全球领先。

宣称做固态电池企业的有很多,如台湾辉能、江苏清陶、北京卫蓝、赣锋锂业、宁德时代、国轩高科、无锡海特、上汽等。前四家离产业化比较接近,已经建成至少是中试规模实验线,并有产品出厂应用于无人机,开始商用。

2、日韩

日本国家策略投入非常大,举全国之力,联合日本38家机构,推进硫化物全固态电池产业化。

日本科技省(低碳新能源项目,2013-2022每年投入15亿日元支持研发)和新能源研发机构(2016-2022每年30亿日元;2018-2022年solid ev项目,18年单年投入18亿日元)共投入三个项目,预计硫化物全固态电池在日本动力电池市场的渗透率,2025年、2030年分别达到50%、95%。

目前丰田、松下、日立等都有展出硫化物全固态电池样品,对外宣称2025年硫化物全固态电芯量产。

韩国主要有三家,现代、LG化学、三星。三星2020年3月份时候在Nature Energy上发表了60摄氏度下1000多循环的硫化物全固态电池,用银碳复合的无锂负极材料,这也是目前公开数据中最好的硫化物全固态电池。

3、欧美

欧洲主要是德法英,车企推动为主。如英国戴森,德国宝马和大众。

美国battery 500项目是国家层面政策最大支持,包括硫化物先进设计、电芯设计等等。其中初创企业比较突出,包括Quantum Scape、SolidPower、Cymbet、Polyplus、24M、Sakti3等。

很明显,固态电池领域已经进入竞争白热化阶段,电池企业、车企、投资机构、科研机构等在资本、技术、人才三方面进行博弈。

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