固态电池到底处于什么样的产业阶段?
学习锂电，关注锂电那些事！锂电那些事今日第三条2024年08月26日星期一1、固态电池的技术特征与验证固态电池的基本特征与液态电池一致，评价体系不因电池类型而异。固态电池的产业发展需要关注其材料工艺和设备的耦合，实践验证是关键。固态电池的技术实力可以通过制造大容量电池来证明，单体30安时是一个重要的参考标准。能量密度是固态电池的核心指标，单体能量密度需达到300以上。提高能量密度的难度较高，需要减少辅助组分的用量，并精细化材料的放置。充放电倍率也是重要指标，需尽可能提高。2、固态电池的产业现状与挑战固态电池目前已达到可用阶段，但尚未在工程和商业化能力上有显著突破。市场上尚未出现大规模商业化的案例，固态电池正处于证明其工程化和商业化实力的阶段。固态电池的成本问题仍是挑战，当前的固体电解质价格较高，长期来看价格可能下降，但要达到电解液的成本水平并不容易。固态电池在大规模取代液态电池方面面临困难，尤其是面对磷酸铁锂的低成本优势。3、固态电池的技术路线与市场预期固态电池的技术路线包括半固态和全固态，市场对半固态的关注度不如全固态。半固态电池被认为是过渡路线，但其与全固态的市场吸引力不同。全固态电池需要解决界面处理和材料稳定性等问题。不同类型的固体电解质有不同的应用前景。硫化物固态电池预计在2030年实现较好应用，而氧化物体系的进展可能更快，宁德时代计划在明年底前实现相关突破。聚合物与氧化物的复合电池也在探索中。4、固态电池的市场竞争与企业布局大企业如宁德时代在固态电池领域投入大量研发，但市场对其弹性预期较低。小企业在资本市场上更具吸引力，尽管研发实力不及大企业，但其高赔率吸引资金关注。头部企业的布局更为完备，但市场弹性问题影响其资金追捧。固态电池的研发涉及多种材料体系，如卤化物和氧化物的组合。宁德时代在卤化物固体电解质的研究上取得了一定进展，尽管未进行广泛宣传，但其研究结果显示出较好的综合性能。Q&AQ：固态电池在产业发展中处于什么阶段？A：固态电池自发明以来一直备受关注，但在产业界和资本市场上都经历了一些弯路。目前，市场对固态电池的了解在不断深入。固态电池的产业发展需要关注其技术验证，尤其是在材料工艺和设备耦合方面的实践验证。尽管市场对固态电池的期望很高，但信息不对称现象依然严重，因此需要谨慎分析。Q：固态电池的关键技术指标有哪些？A：固态电池的关键技术指标包括电池尺寸、能量密度和倍率。首先，电池的尺寸越大，越能证明技术实力，单体容量达到30安时是一个重要的参考标准。其次，能量密度是核心指标，尤其在电动车和特定应用场景中，如果单体能量密度达不到300Wh/kg，就显得较低。最后，倍率是指充放电速率，固态电池在充放电方面都有挑战，因此需要尽可能提高倍率。综合来看，这些指标越高，电池的技术成熟度和应用潜力就越大。Q：固态电池的循环寿命与液态电池相比如何？A：固态电池的循环寿命目前还没有达到液态电池的水平。国家建议的循环寿命最好能达到1000次，但这需要通过一些手段来延长，比如低倍率循环用于储能。相比液态磷酸铁锂电池，固态电池在循环寿命上仍有提升空间。Q：市场对半固态电池和全固态电池的看法是什么？A：市场对半固态电池和全固态电池的关注度不同。半固态电池被视为过渡路线，但其吸引力不如全固态电池。半固态电池的概念不如全固态电池吸引眼球，市场更倾向于用传统液态电池的方式与其比较，而不是简单地将其与全固态电池进行对比。Q：固态电池目前处于什么产业阶段？A：固态电池目前已经达到可用阶段，但在工程化和商业化能力上仍需证明自己。虽然多个体系的固态电池已经可以使用，但要成为工程上表现优异的电池，还需要具体到使用领域进行考量。目前尚未见到大规模商业化的成功案例，固态电池仍在验证其工程化能力和商业化实力的过程中。Q：不同固态电池技术路线的优缺点是什么？A：不同固态电池技术路线各有优缺点。聚合物电解质加工性好但稳定性和电导率不足；氧化物电解质稳定但电导率和界面控制较差；硫化物电解质离子电导率高但存在安全性问题。在电动车渗透率高的情况下，硫化物电解质可能面临安全风险，尤其是在碰撞或外部火源情况下。Q：固态电池的电解质在实际应用中存在哪些问题？A：固态电池的电解质在实际应用中存在兼容性和安全性的问题。虽然固态电解质比液态电解质更安全，但不同类型的电解质在与电极适配时各有优缺点。目前尚未有一种完全令人满意的固体电解质或电解液，因此在实践中需要不断解决这些问题。Q：固态电池的成本如何？未来是否有可能降低到液态电池的水平？A：目前，固态电池的成本较高，例如LATP硫化物的成本为小几十万，而LLZO或LCTO等氧化物的成本为大几十万，硫化物的成本更是高达200万左右。长期来看，这些成本可能会有所下降，但要达到液态电池的成本水平并不容易。通过比较含锂量和元素的昂贵程度，固体电解质的成本可能与三元正极材料相当。然而，硫化物由于生产过程复杂且缺乏廉价合成方法，成本可能会更高。Q：固态电池能否大规模取代液态电池？A：固态电池在大规模取代液态电池方面存在困难，尤其是在成本控制能力极强的磷酸铁锂领域。固态电池在某些细分市场，如电动车和高端3C产品中，可能会有应用机会，因为这些领域对能量密度和体积有较高要求。然而，固态电池目前并不影响锂电市场的基本逻辑，磷酸铁锂仍然是主导。Q：固态电池的制造工艺有哪些挑战？A：固态电池的制造工艺面临多种挑战。传统的高温烧结工艺适用于小型电池，但在大规模生产时问题较多。使用涂覆、挤出、滚压等传统工艺可以使其更接近液态电池的生产方式，但仍需解决电极材料的兼容性和产量扩大的问题。此外，原位固态化技术也在探索中，通过加热或紫外光照将液相材料转变为固相材料，但这部分技术尚不成熟。Q：固态电池在设备配套和材料工艺方面有哪些进展？A：固态电池企业在材料、工艺和设备方面投入了大量精力。鹏辉公司在固态电池领域的专利较少，但其在全固态电池方面进行了改性，使用了铝钒酸锂作为固体电解质层，并通过电解液原位聚合进行了改性。虽然铝钒酸锂对锂金属负极不够稳定，但通过改性后，电池的循环寿命和倍率性能有所提高。此外，鹏辉还对固体电解质的表面进行了碳酸钡改性，提升了离子电导率。这些改性措施使得电池的综合性能有所改善。Q：固态电池在科学和工程上的挑战是什么？A：在科学上，目前尚未有特别出色的固态电池问世。在工程上，固态电池的许多工艺仍在开发中，相较于传统液态电池工艺，固态电池的工艺复杂度更高。除了干法电极能够简化一些工艺外，其他工艺如烧结和蒸发都较为麻烦。因此，固态电池在科学和工程上的挑战主要在于工艺复杂性和材料稳定性。Q：如何看待固态电池的市场需求和发展方向？A：固态电池的发展需要依托现有的液态电池材料体系，并进行改良以满足市场需求。市场需求的判断较为复杂，类似于过去对隔膜和正极材料的选择。若改良后的半固态电池能够降低成本并提升综合性能，则龙头企业及其供应链将占据优势。如果投资者希望获得更高的赔率和弹性，则需要关注具有创新材料、技术参数或应用场景的企业。这些企业可能尚未商业化，但在市值较低的情况下，具有潜在的高增长空间。总体来看，龙头企业在固态电池领域的投入较大，尽管增长曲线可能不如新兴企业陡峭，但其长期发展潜力仍然较高。Q：固态电池的材料体系目前有哪些改进？固态电池的研发成本如何影响其商业化？A：固态电池的材料体系仍在不断改进，特别是固体电解质方面。三年前，卤化物还不为人知，但现在已经有很多相关的研究和应用。固态电池的基础结构和原子组成也在变化。研发固态电池需要高昂的成本，例如使用能谱、同步辐射光源和球差电镜进行检测，这些都是非常烧钱的过程。因此，固态电池的商业化面临很大挑战。Q：聚合物电池的商业化进展如何？聚氧化乙烯（PEO）在固态电池中的应用前景如何？A：聚合物电池的商业化并不容易。虽然可以制作PEO固态电池样品，但其在性能和成本上没有明显优势。PEO体系的工程化努力很多，但其应用存在麻烦，例如合成后需要加热保温，处理多层结构时耗费大量精力。此外，PEO在高电压下不稳定，需要对正极进行处理。因此，PEO的商业化前景不太乐观。Q：固态电池的商业化时间预期如何？A：固态电池目前尚不成熟，缺乏商业化产品。对于固体电解质的不同类型，预期进展也不同。具体的商业化时间点仍需根据不同类型的固态电池进行估计。Q：硫化物固态电池的产业化时间节点是什么时候？A：硫化物固态电池的产业化时间节点预计在2030年。为了实现这一目标，需要解决高效的硫化锂合成、界面问题以及成本控制等挑战。乐观的估计是可以在2027年至2028年间实现部分突破，特别是在e-VTOL和机器人应用领域。Q：氧化物固态电池的商业化进展如何？A：氧化物固态电池的商业化进展较为积极，宁德时代已经设定了500天的倒计时计划，预计在明年年底前会有显著进展。虽然技术上没有问题，但商业化验证仍是关键。预计氧化物体系将率先实现规模化量产，并可能在电池中加入卤化物和聚合物以提高性能。Q：聚合物固态电池的前景如何？A：单纯的聚合物固态电池前景不被看好，但与氧化物复合后可能有一定的应用潜力。宁德时代的研发进展将是观察其商业化可能性的关键。Q：固态电池技术的发展会由大公司还是小公司主导？A：固态电池技术的发展并不一定由大公司或小公司主导。虽然大公司在研发、资金和人才方面有优势，但技术突破可能在任何规模的公司中发生。宁德时代等大公司正在积极投入前沿研发，但市场上也有许多创业型公司在探索这一领域。Q：国内有哪些厂家在干电极技术上进展较快？干法电极的专利在国内使用是否有限制？具体的降本效果如何？A：关于具体的降本效果，目前没有权威数据，因为这需要实际应用后才能得出结论。国内主要的设备厂几乎都在涉足干法电极技术，相关信息可以通过公开新闻获取。干法电极技术的优势在于省去了溶剂蒸发的步骤，但也存在一些挑战，比如在能量密度和均匀性方面的平衡问题。尽管特斯拉在这方面有一些进展，但最终效果仍需市场验证。干法电极与固态电池的契合度较高，但具体结果还需时间观察。Q：钽是否是固态电池中必须使用的元素，是否存在技术壁垒？钽会短缺吗？A：钽在固态电池中作为锂镧钽氧或锂镧钽铌氧的基本元素，具有广泛的应用潜力。虽然钽的使用量可能会因具体应用而异，但总体来看，钽的供应不会成为紧缺的问题。固态电池的市场接受度和安全性是关键因素，而钽的使用量取决于其在电池中的具体应用，如掺杂剂或涂层。总体而言，钽在固态电池中的应用是稳妥的，但不太可能导致市场价格的剧烈波动。Q：为什么固态电池的资本市场题材主要集中在新兴小企业，而龙头企业如宁德时代和中创新航参与较少？A：龙头企业如宁德时代和比亚迪的电池出货量大，主要集中在动力和储能领域，价格逐渐降低。固态电池目前尚未实现大规模量产，市场对其预期较低。大企业若未能做好固态电池，可能会被认为缺乏弹性，而小企业尽管研发实力不如大企业，但可能因高赔率而受到资金追捧。固态电池的发展需要企业家精神和创新能力，大企业的布局更为完备，但市场弹性问题使其未获得广泛关注。Q：聚合物和氧化物复合电池是否具有性价比？A：聚合物和氧化物复合电池目前成本较高，主要由于LLZO和LAGP等材料的价格昂贵。然而，这种复合电池提供了更好的安全性。电导性能尚可，但成本控制不佳可能影响市场接受度。宁德时代在这方面的产品表现值得关注，市场是否买单还需时间验证。Q：碳纳米管在现有方案中是否具有添加的必要性？A：在锂电材料中，没有任何一种材料是绝对必要的。碳纳米管性能优良，但价格较高，市场接受度取决于成本控制。虽然碳纳米管是优质材料，但其应用需考虑成本因素和市场接受度。锂电那些事免责声明本公众号部分内容来源于网络平台，小编整理，仅供学习与交流，非商业用途！对文中观点判断均保持中立，版权归原作者所有，如有报道错误或侵权，请尽快私信联系我们，我们会立即做出修正或删除处理。谢谢！三万+锂电人关注我们，你的鼓励就是我前进的动力···分享出去，让更多人看看！来源：锂电那些事
