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硫化物固态电解质 —— 固态电池的黑金矿!

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锂电那些事今日第三条2024年12月18日 星期二



固态电池技术的发展对于产业升级换代具有重要意义,其技术路线主要分为聚合物、氧化物和硫化物三大类。但这三种技术路线各有利弊。

聚合物固态电解质:

易于合成和加工,与现有的电解液生产设备和工艺较为兼容,具有良好的机械性能。但是常温下的电导率较低,化学稳定性较差,无法适用于高电压的正极材料,电化学窗口窄。整体性能提升有限,制约大规模应用与发展。

氧化物固态电解质:

具有较好的导电性和稳定性,离子电导率比聚合物更高,热稳定性高达1000℃,机械稳定性和电化学稳定性都较好。但其离子电导率偏低,导致在性能提升过程中会遇到容量、倍率性能受限等问题;非常坚硬,导致固态电池存在刚性界面接触问题。

硫化物固态电解质

虽然其界面不稳定,制备工艺比较复杂,但因为其离子电导率最高,电化学稳定窗口较宽,质地软容易加工,成为主流厂商的重点布局路线:

  1. 宁德时代:目前主攻的硫化物路线被视为固态电池技术的关键突破点。据知情人士透露,宁德时代的方案能将三元锂电池的能量密度提升至500Wh/kg,相比现有电池提升超过40%。

  2. 华为:华为公布了一项硫化物固态电解质新专利,名为《掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池》,主要运用在硫化物固态电解质技术方面。

  3. 三星SDI:作为全球硫化物电解质市场的主要参与者之一,三星SDI在硫化物电解质的研发和应用方面具有重要地位。

这些公司在硫化物电解质的研发、生产和应用方面处于行业领先地位,对推动硫化物固态电池技术的发展和应用具有重要作用。

硫化物固态电池成本有望降低,迎来关键节点!

硫化物固态电池的原材料在地球上相对丰富,尤其是硫等元素的储量较大,这为大规模生产提供了物质基础。随着技术的不断进步和生产规模的扩大,硫化物固态电池的成本有望不断降低。长期来看,硫化物合成工艺的优化将成为降本的重要途径,若硫化锂等关键原材料的价格能够降低,电池的成本将大幅下降,从而提高其市场竞争力。

硫化物固态电池与现有锂电子生产有一点相似性,能快速实现产业化!

硫化物技术路线与现有的锂离子电池生产工艺有一定的相似性,这使得在现有电池生产线上进行改造和升级相对容易,能够降低生产设备的投资成本和技术转型的难度,有利于快速实现产业化。

硫化物固态电池市场前景广!

全固态电池有望于2027年实现量产,到2030年在动力电池和消费电池中的渗透率分别达到2%和10%,对应85.8GWh出货量。预计全固态电池早期有望率先应用于消费电子、航空航天和高端电动车市场。

随着全球对高能量密度、高安全性电池需求的增加,硫化物固态电池有望在未来的电池市场中扮演重要角色。  

小结

Summary

综上所述,硫化物固态电池在多个关键领域展现出强大的发展潜力,有望在未来的能源存储市场中扮演重要角色。随着技术的成熟和市场的扩大,硫化物固态电池可能会成为推动能源转型和电动汽车发展的关键技术之一。

         
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首次发布时间:2024-12-27
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