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固态电池研发将获国家支持,哪些材料有望迎来升级?

据报道,我国或将投入约60亿元用于全固态电池研发,包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利共六家企业或获得政府基础研发支持。

多位知情人士确认,此项行业内史无前例的项目由政府相关部委牵头实施,鼓励有条件的企业对全固态电池相关技术开展研发。据悉,该项目经过严格筛选后,最后具体分为七大项目,聚焦聚合物和硫化物等不同技术路线。

针对这一消息,有前述六家获支持的主机厂内部人士对财联社记者表示,其所在的公司在上述项目“答辩环节排名第一”;另有一家“入围”的产业链公司相关人士表示,“我们之前确实听说过这一项目,但并不掌握具体信息。

站在当下时点,已量产装车的固态电池实际上均为“半固态电池”,而桎梏于成本高、内阻大等挑战,全固态电池的研发及商业化落地仍是块“难啃的硬骨头”。

不过全固态电池的研发进程并未停滞,近期国内多家车企已相继给出了全固态电池的上车时间点:

例如上汽集团全固态电池将于2026年实现交付量产,并完成样车测试,能量密度超过400Wh/kg;广汽埃安昊铂也已发布能量密度超400Wh/Kg的全固态电池,并完成30Ah大容量全固态电芯,预计将于2026年运用到昊铂车型上。

电池企业中,国轩高科日前已发布第一代全固态金石电池,能量密度350Wh/kg;宁德时代也在4月首次公布全固态电池量产时间表:从全固态电池的技术成熟度和制造成熟度来看,有望在未来3年逐步进入成熟期,真正开启量产化进程。

此外,在今年1月初,“中国全固态电池产学研协同创新平台”举行成立大会,宁德时代、弗迪电池、上汽、一汽、东风汽车、比亚迪等企业参会。全国政协常委、经济委员会副主任苗圩指出,该平台是要将行业各个方面组织到一起分工协作,利用好新能源汽车大市场的优势,集中力量办大事,争取早日实现全固态电池的产业化。

▌业内聚焦三大主流技术路线

从上文可以看到,本次“约60亿元全固态电池研发”项目聚焦于不同的技术路线。在业内主流观点中,全固态电池依据电解质不同,主要可划分为三个主要技术路线:

聚合物电解质,由基体和锂盐组成,基体为聚氧化乙烯等高分子聚合物,锂盐则是LiPF6等,具备安全性高、重量轻、容量大等优点。

氧化物电解质分为晶态和玻璃态两类,前者包括钙钛矿型、NASICON型等,后者包括LiPON型等。性能上氧化物的空气稳定性较好,但离子电导率不如硫化物电解质。

硫化物电解质同样分为晶态与玻璃态两类,离子电导率较高,但化学稳定性相对较差。

此外,TrendForce补充称,还有一项卤化物技术路线,其耐高压电、能量密度高、运行稳定,但离子电导率低、成本高、且电池倍率性能差。

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前沿技术的落地难以一蹴而就,全固态电池也不例外。这项被产业寄予厚望、被看作“终局技术”的路线即便是在研发层面也仍有很多问题有待解决。“如大多数固态电解质中的离子扩散速率与液态电解质存在数量级差异、固固界面难以始终保持良好接触等,在突破这些科技问题后,还会遇到产业化的问题。”宁德时代曾毓群3月谈及固态电池挑战时曾表示。

要跨过这些阻碍实现技术迭代转变,势必将带动电池材料体系的升级。据华鑫证券5月15日报告指出,材料体系主要有四个升级方向:

1)固态电解质:固态电池以固态电解质替代电解液及隔膜;氧化物体系下锆、镧等材料有望受益;硫化物体系下则锗或将迎新机遇;

2)正负极材料:正极将更广泛的应用高三元,并逐渐向富锂锰基转变;负极将向硅基负极、锂金属负极演化;

3)多孔箔:对比传统电解铜箔,多孔铜箔可改善固态电池锂离子传输效率,提升循环,进一步增强固态电池安全性,与固态电池更适配;

4)塑膜:软包叠片可以改善固态电池柔韧性,或为最适用于固态电池的装配方式,有望带动铝塑膜需求。


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