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2027年上车!固态电池--产业全解析(附细分标的)

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最近,央视新闻消息,中国电动汽车百人会相关负责人在北京表示,在新能源汽车领域,预计到2027年全固态电池开始装车,预计到2030年可以实现量产化应用。
与此同时,梅赛德斯 - 奔驰全新固态电池测试车,其固态电池能量密度高达 450Wh/kg,续航里程增加 25%,单次充电行驶里程超 1000 公里,这一成果,直接把固态电池的 “含金量” 拉满。
此前,比亚迪锂CTO孙华军在中国全固态电池创新发展高峰论坛上介绍,已经下线60Ah全固态电池(中试),计划于2027年启动批量示范装车应用。
另外,3月6-7号,将举办2025年全国固态电池技术交流会。。。
种种事件,无疑给固态电池发展打了一剂 “强心针”。那今天我们就好好研究一下:下文从固态电池概念普及、分类、为什么选择固态电池、3种技术路径、历史发展、国内外市场、产业链&行业龙头等多维度全面梳理:

一、什么是固态电池

1、定义

固态电池是一种使用固体电极材料和固体电解质的电池,不含有任何液体的锂电池。具有以下五大特点和优势:

2、特点和优势:
(1)高能量密度:固态电池的能量密度可达300~450瓦时/公斤,远超传统锂离子电池(100-150kw/h)。
(2)高安全性:由于使用固体电解质,固态电池不易泄漏、不易燃爆,从根本上解决了液态电解质易引发火灾和爆炸的问题。
(3)长循环寿命:固态电池的循环次数超1万次,寿命延长3-5倍。
(4)不怕严寒和酷热:固态电池可以在-30℃至120℃的宽温域内工作,大大优于传统锂电(理论为-20~55℃)。
(5)设计灵活性:固态电池可以制造成不同的形状和尺寸,为电池的封装和集成提供了更大的灵活性。

3、分类
固态锂电池相比液态锂电池,改进的部分主要是固态电解质替代电解液。根据液态电解质占电芯材料混合物的质量分数分类:
电池可细分为液态性能(25%)、半固态(5%-10%)、准固态(0%-5%)和全固态(0%)四大类,其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。
(1)液态电池 : 正极+电解液+隔膜+负极,为目前大规模量产形态;
(2)半固态电池 : 正极+电解液+隔膜(涂覆固态电解质)+负极结构,和液态电池结构一致,被认为是过渡态技术;
(3)全固态电池 : 正极+固态电解质片+负极结构,电池整体为三明治结构,被认为是未来电池终极技术。
液态电池到全固态电池,核心是将电解液+隔膜替换为固态电解质。电解液相当于汽油,汽油浸润性好,但容易燃烧,安全性不足;固态电解质相当于沙子,安全性大幅提升,但是浸润性差。如下图:

二、电池为什么要固态?

人类对电池的3大追求:第一是极致的安全;第二是更高的能量密度;第三是足够低的成本。
而固态电池理论上是高能量密度和高安全性能的最佳体系,或将是锂电池的终极方案。
而近些年,新能源汽车的普及,让锂电池的安全问题频频爆出;锂电池热失控成为致命的“隐形杀手,电池内部的短路、老化、过充或过放引起热失控。用固态电解质替代电解液和隔膜,理论上可抑制锂枝晶生长,缓和热失控。
另外的原因:

(1)现有液态锂离子电池体系能量密度已经接近电池材料利用安全极限,接近300wh/kg能量密度瓶颈。

(2)高比能材料体系下,锂电池的热失控强度和蔓延速度都显著提升,带来更严峻的安全挑战,电解液和隔膜为电池热失控关键短板。

(3)电解液对锂枝晶生长的低抑制能力限制了负极向锂金属(锂金属比容量远高于人造石墨)方向迭代。


三、固态电池的3种技术路径

固态电池的关键环节是固态电解质。根据不同的电解质类型,固态电池可分为:聚合物氧化物硫化物三种技术路线。
1)聚合物固态电池具有良好的机械性能,制作简单,但常温下离子电导率较低;固态电池早期术早期研究以聚合物电解质为主,因此聚合物体系工艺最为成熟。但随着聚合物电解质性能达到上限难以突破,固态电池技术研究逐渐过渡到以氧化物系和硫化物系为主。
2)氧化物固态电池离子电导率较高,热稳定性好,适合大规模生产。但界面接触差,氧化物电解质孔隙率非常高,无法导锂。
氧化物电解质主要包括石榴石型、钙钛矿型、NASICON、LISICON 等,其中 LLZ0 为代表的石榴石型氧化物固态电解质与锂负极接触稳定性高,目前石榴石型为主流选择
目前国内主要研究方向为:半固态电池---固液混合氧化物固态电池,既有氧化物的固态电解质层,又有电解液浸润,以此填充孔隙,实现完好的导锂通道。
3) 硫化物电解质离子电导率最高,电化学窗口宽,柔度和可塑性好,但不太稳定,或最终为全固态电池主要路径,但其生产要求高,且硫化锂前驱体昂贵,短时制约其商业化。
硫化物固态电解质主要包括玻璃、玻璃陶瓷、Thio-LISICON 型、LGPS 型和硫银锗矿型玻璃态硫化物电解质是最早被研究的快离子导体之一。其中锂磷硫氯为主流选择。

硫化物电解质一个常见的缺点是在空气中不稳定。硫化物具有吸湿性,与氧气特别是湿气接触时会生成有毒气体硫化氢(H₂S)。因此,在制造过程中,硫化物必须在干燥的环境中处理。


看下图3种技术路径对比:



下图为:各大厂技术路径对比

四、历史发展:

固态电池从20世纪60年代开始发展,目前加速商业化步伐。
(1) 初期探索阶段(20世纪 60-90 年代): 1972年,SCROSATI首次报道了一种采用Li 的电解质的固体锂离子电池,因技术障碍,固态电解质的低离子电导率和界面稳定性问题,未能实现商业化。1987年,中国科技部将固态锂电池列入“863 计划”重大专题,1988年,在 863 计划的支持下,我国率先研制出。
(2) 技术积累与初步突破(2000-2016年): 多家公司进行固态电池研发,2012年美国苹果公司开始布局固态电池应用研发;2014年,丰田宣布开始固态电池的研发;2016年比亚迪启动固态电池项目。
(3) 商业化萌芽与加速(2017年至今): 2018年,中国科技部将固态电池列入国家重点研发计划。半固态电池加速商业化,2023年蓝新能源成功向蔚来汽车交付半固态电池; 2024年,宁德时代宣布其全固态电池研发进展,并计划于 2027年实现小批量量产。
全固态电池量产仍面对挑战,半固态电池率先产业化。全固态电池研发仍面对挑战。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。而半固态电池安全性、倍率性能介于液态和全固态之间,相比于全固态电池,半固态可以兼容现有液态电池工艺设备和材料,许多企业选择从液态到半固态再到全固态的渐进式发展路线。
未来随着材料体系创新、工艺创新持续降本、设备创新实现量产,锂电池将逐步迈入全固态。
2023年6月搭载三元固液混合电池的赛力斯完成欧洲首批交付;
2023年 12月,蔚来 CEO 驾驶搭载 150度半固态电池的 ET7 进行路试直播;
2024年5月,搭载光年固态电池的智己L6 上市,10月光年固态电池将量产;
2024年4月,广汽埃安发布全固态电池,能量密度超过400WhKg,预计在 2026 年量产上车。

五、海内外市场

1、全球市场份额
根据中商产业研究院数据,2023 年中国固态电池的市场空间达到约 10 亿2024 年中国固态电池市场空间将达到 17 亿元,2030年将增至约 200 亿元。
预计 2030 年全球固态电池出货量达 614.1GWh。研究机构 EVTank 近日发布的《中国固态电池行业发展白皮 书(2024年)》指出,预计到2030年,全球固态电池出货量将达到 614.1GWh在整体锂电池中的渗透率预计在 10%左右,市场规模将超过 2500 亿元,主要为半固态电池。预计全固态电池大规模的产业化时间节点将在 2030 年左右。
日本、韩国在全固态电池发展方面较为领先,日韩以大型企业设立实验室、子公司的形式支持全固态电池发展,在技术路线上更加聚焦硫化物路线的发展。如:日本丰田于90年开始布局固态电池研究,专利数日近1500项,在全球一骑绝尘,主攻硫化物体系,26年正式量产全固态电池。
三星SDI池具备多项关键技术,全固态电竞争实力较强,主攻硫化物路线。已于2023年建立了一条试验线,能量密度500Wh/kg,计划27年量产全固态电池。
欧美地区通过投融资全力支持全固态电池初创企业发展,技术路线具有多样性。在企业关系方面,日韩企业更多以技术合作、业务合作的形式加强联系,美欧企业在相关产业上的投融资合作密切。
2、国内领军者
宁德作为全球领先的动力电池和储能电池供应商,在固态电池领域已持续研发近十年,特别是在硫化物路线固态电池方面取得了显著进展 。其半固态电池能量密度高达 500Wh/kg,处于行业领先水平,计划 2027 年实现量产 。宁德时代已建成 10Ah 全固态电池性能验证平台,并在解决固固界面、锂金属负极应用等难题上取得重要突破 。
比亚迪拥有固态电池相关专利,预计 2027 年将小批量生产固态电池,单体能量密度 400Wh/kg 。
亿纬锂能计划 2026 年取得工艺突破,推出高功率、高环境内耐受性和绝对安全的全固态电池,2028 年实现技术突破,推出 400Wh/Kg 高比能全固态电池 。

六、产业链&行业龙头

全固态电池的产业链涵盖了从上游原材料矿产资源的开采;中游正负极材料、电解质材料、电池制造;下游为终端应用的各个环节,比如消费电子、汽车、储能、低空经济的evtol等多个领域。
其中,中游的电池制造商是主导研发、推动产业化发展的核心力量,锂电池巨头重点把控电池设计、组装和测试等关键环节。全固态电池未来应用领域广泛,有望在消费领域率先落地

1、上游:原材料矿产的开发(基础)


锂、钴、镍等基础金属在固态电池中扮演着不可或缺的角色。
(1)锂(澳大利亚和智利储备占全球74%;开发中国占29%,美国占26%
作为动力电池的核心元素,是锂离子传导的关键载体,其供应的稳定性和价格波动直接影响着固态电池的生产成本和市场推广。全球锂资源分布不均,主要集中在智利、澳大利亚、阿根廷等国家 ,近年来随着新能源产业的快速发展,对锂的需求急剧增加,锂矿价格也经历了大幅波动。
(2)钴(全球68%的钴产量产自刚果
常用于固态电池的正极材料,能够提高电池的能量密度和循环稳定性。然而,钴资源的稀缺性和主要产地(如刚果民主共和国)的政治、经济不稳定因素,使得钴的供应面临一定风险,中国和欧洲主导着钴矿生产,其中中国占47%,欧洲占47%
(3)镍(全球30%的镍生产在印尼
在高镍三元正极材料中大量使用,有助于提升电池的能量密度,但同样存在着资源分布集中和供应不稳定的问题,尽管全球30%的镍生产在印尼,但印尼公司的产量不足5%。中国公司占据了印尼剩余镍产量的86%,这意味着中国对镍产量(加上国内产量)拥有最大的控制权,为32%,欧洲、菲律宾和俄罗斯的产出也占有一定的份额。
(4)锆、镧、锗(我国分别占比为80%、0.7%和67.9%

除此之外,锆、镧、锗等稀有金属在固态电池中也发挥着重要作用。在氧化物电解质中,锆、镧等金属是关键组成部分,它们能够影响电解质的离子导电性、化学稳定性和机械性能 :

1)锆:氧化物固态电解质 LLZ0 的原材料包括锆元素,全球锆矿储量主要分布在澳大利亚、南非合计占比约80%,我国锆矿储量占比仅为0.7%,主要依赖进口

2) 镧:作为一种稀土金属,氧化物固态电解质 LLZ0 的原材料包括镧元素,我国具有丰富的储量和产量,全球产量占比约70%;

3)锗:硫化物电解质的重要原料,其资源储量稀缺,全球锗资源较为集中,美国占比45%,我国占比41%。我国是全球最大的锗产出国,占比67.9%。


这些稀有金属的供应情况和价格变化,对固态电池的研发和产业化进程有着重要影响。

(5)矿产龙头

①赣锋锂业:全球锂资源龙头,全球最大金属锂生产商,布局氧化物/硫化物固态电解质,半固态电池已装车东风E70等。

国内四大钴业:格林美(中国开采城市矿山的先行者、世界领先的废物循环产业)、洛阳钼业(全球钴第一)、华友钴业(钴、镍开发三元正极材料已经大批量供应宁德时代等全球头部动力电池客)、中伟股份(锂电池正极行业龙头)。

③ 云南锗业:国内锗龙头,国内锗产业链最完整、产销量最大的生产供应商。

④ 北方稀土:国内规模最大的轻稀土供应商,产品包括镧、稀土氧化物等。

⑤粤桂股份:硫铁矿全国第一,目前公司拥有探明硫铁矿储量2.08亿吨,占全国富矿资源的85%。
⑥ 国轩高科:动力电池龙头,在硫化物全固态电池领跑者,与大众合作,半固态电池已搭载蔚来ET7,能量密度达400Wh/kg。

    2、中游:核心材料与电池制造 (关键环节


    众所周知,传统液态电池主要由正极材料、负极材料、电解液和电池隔膜四部分组成;而全固态电池,核心是将电解液+隔膜替换为固态电解质


    (1)正极材料(目前高镍为主,富锂锰基是未来
    ① 特点和分类
    正极材料是一种具有可逆地插入及脱出锂离子能力的嵌锂化合物。其性能直接决定了电池的能量密度、寿命、安全性以及应用领域。在锂离子固态电池的成本中占比约30-40%。
    固态电池在发展初期,可沿用传统液态电池的正极材料体系,如锂铁磷(LiFePO₄)、锂镍锰钴(LiNiMnCoO₂)等,这些材料具有较高的能量密度和良好的稳定性 。然而,随着对固态电池能量密度和性能要求的不断提高,正极材料正朝着高比能、高能量密度的方向进行创新优化。
    固态电池的正极材料主要有:锂钴酸锂、锂铁磷酸锂、钴酸镍锂、钴酸铝锂:1)钴酸锂:锂离子电池中常用正极材料,能够提供高能量密度和长循环寿命,但存在安全性问题。2)锂铁磷酸锂:相对于锂钴酸锂,锂铁磷酸锂具有更好的安全性和更长的寿命,但能量密度较低。3)钴酸镍锂:能量密度高,长循环寿命,但材料成本高,具存在安全性问题。4)钴酸铝锂:能量密度高,但循环寿命略低于钴酸镍锂。5)固态电解质中的多种材料复合组合:例如高锰酸锂(LiMn204)和钛酸锂(Li4Ti5012)等,能够提供更高的安全性和更长的寿命,但能量密度相对较低。
    高镍三元材料(如 NCM811、NCA 等)由于其高能量密度的优势,在固态电池中得到了广泛应用,并且正朝着 9 系超高镍的方向发展,克容量有望进一步提升 。富锂锰基材料也被认为是全固态电池的理想正极材料之一,其具有高电压、高放电比容量的特点,理论克容量能达到 320mAh/g,电压平台在 3.7V - 4.6V 之间,且成本相对较低,安全性更好 。
    下图为:主流正极材料对比

    目前,宁德时代、中创新航等企业都将富锂锰基作为研发重点,杉杉科技、容百科技等公司也开始了富锂锰基的产业化送样和量产工作 。下图是正极路线对比:

    ② 固态正极龙头:
    • 当升科技:正极材料龙头,国内唯一量产超高镍单晶正极材料(Ni≥95%)的公司,独家供应清陶能源、卫蓝新能源,常州基地2万吨产能2024年投产。
    • 容百科技在固态电池方向处于行业领先,全球超高镍(Ni≥90%)正极市占率第一,全固态电池用单晶材料已导入丰田。
    • 华友钴业旗下巴莫科技在固态与半固体电池正极材料方面成绩突出,为固态电池正极材料提供重要的钴源。
    • 振华新材:在富锂锰基正极材料方面有一定的技术实力和市场份额,是固态电池正极材料的供应商之一。
    • 盟固利:固态电池正极材料亮点突出。中镍高电压三元材料耐受 4.45V 高电压,克容量 205mAh/g。同时还在开发适配高能量密度场景的超高镍三元正极材料 。

       
    下图:液态、半固态、全固态技术路径下材料体系变化:

    (2)负极材料 (金属锂负极是最终目标
    ① 负极各材料对比
    从发展趋势来看,负极材料正从石墨负极向硅基、锂金属负极发展
    下图为主流负极材料对比:  
     
    石墨负极由于其性能稳定、体积变化小、产业成熟等优点,在固态电池初期被广泛使用,有助于减少技术变革成本 。然而,石墨负极的理论比容量相对较低,对提高电池能量密度的帮助有限。
    硅基负极具有极高的理论比容量,是石墨负极的数倍,能够显著提升电池的能量密度 。但硅基负极在充放电过程中存在严重的体积膨胀问题,会导致电极结构破坏,从而影响电池的循环寿命和稳定性 。为此,科研通过对硅基材料进行纳米化、复合化等处理、开发新型的粘结剂和电解液,来改其的性能 。
    锂金属负极具有更高的理论比容量(高达 3860mAh/g),是提升电池能量密度的理想选择 。但锂金属负极存在锂枝晶生长、与电解质反应等问题,需要通过优化固态电解质的组成和结构,以及采用先进的电极制备工艺,来抑制锂枝晶生长,提高锂金属负极的稳定性和循环寿命 

    ② 大厂固态负极材料布局

    ③ 行业龙头   
    • 贝特瑞:全球硅基负极绝对的龙头,在硅碳负极材料领域技术和市场份额领先。其硅碳负极比容量突破2000mAh/g
    • 杉杉股份:全球唯一横跨正极、负极、电解液三大材料企业中;2024年,其人造石墨负极材料全球出货量保持第一,硅基负极及固态电池专用材料研发进度领先行业。
    • 翔丰华:国内唯一量产纳米硅-石墨复合负极的公司,2024年产能达2万吨,目前配套宁德时代凝聚态电池成本较日立化成低30%
    • 道氏技术:全球固态电解质材料的龙头,硅碳负极已向某固态电池厂小批量出货,送样涵盖 30 余家头部数码、动力和消费类电芯厂,与宁德时代有深度合作
    • 硅宝科技:本身为有机硅密封胶行业的龙头,在建 5 万吨 / 年锂电池用硅碳负极材料和专用粘合剂项目,其硅碳负极可用于半固态和固态电池。

    (3)固态电解质 (当前氧化物为主,未来为硫化物

    作为固态电池的核心部件之一,固态电解质的性能直接影响着固态电池的安全性、能量密度和循环寿命等关键指标 。

    目前,固态电解质主要分为聚合物、氧化物、硫化物三种类型。其性能各有优劣。目前全球固态电池企业都在不同的电解质体系上进行技术研发,日韩和欧美等海外企业更倾向于硫化物技术路线,致力于全固态电池的开发,产业化进程相对缓慢;而当前,国内企业多数选择氧化物技术路线,研发的产品多为半固态电池。

    与此同时,各大企业纷纷布局硫化物电解质。硫化物电解质受到国内和国外众多生产和研发机构关注,是未来固态电池的首选。


    国内方面,据宁德时代首席科学家吴凯近期透露,宁德时代 2027 年小批量生产全固态电池机会很大,硫化物路线进展较快,并已建立 10Ah 级全固态电池验证平台。广汽集团今年 4 月发布了能量密度达400Whkg 以上的全固态电池,计划于 2026 年首先搭载于昊铂车型。据业内人士分析,广汽采用了硫化物电解质。国外方面,丰田汽车去年宣布,争取 2027 至 2028 年使全固态电池进入实用化阶段,亦采用硫化物固态电解质,此外,松下、本田、三星、宝马等不少企业也都选择硫化物固态电解质路线。

    硫化物电解质企业布局情况(不完全统计)



    ② 电解质龙头:

    •  宁德时代:选择硫化物路线,已建立起 10Ah 级别的验证平台。
    • 上海洗霸:氧化物电解质龙头,独创“溶胶-凝胶法”,离子电导率行业第一,获蔚来ET7独家供应资格,与中国科学院上海硅酸盐研究所合作。
    • 东方锆业:作为全球锆制品龙头,氧化锆固态电解质薄膜,拥有行业内领先的完整生产工艺体系。
    • 金龙羽:本身是电力设备龙头,研究硫化物固态电解质,公司已投产半固态电池中试线。
    • 欣旺达:的第一代能量密度为300Wh/kg的半固态电池已经完成开发。
    • 蜂巢能源:2024 年其半固态电池成功装车长城高端 SUV,常州基地设立了固态电池专线,规划产能为 3GWh。
    • 有研新材:固态电解质用高纯硫化锂研发。

    (4)电池制造

    ① 制造流程
    在设计环节,需要综合考虑电池的能量密度、功率密度、安全性、循环寿命等多方面性能要求,通过优化电池的结构、电极材料的选择和配比、固态电解质的设计等,来实现电池性能的最大化 。
    在生产环节,涉及到多个复杂的工艺流程,包括电极制备、固态电解质的合成与涂覆、电芯的组装等 。先看下图电池生产的关键点:

    目前半固态电池生产设备与传统电池兼容,且仍使用隔膜,而且求隔膜的孔径更大、强度更高,并采用湿法+涂覆的工艺。


    下图:全固态电池制造工艺流程图(干法-锂金属负极)


    ② 工艺特点
    固态电解质的成膜工艺是全固态电池制造的核心。不同工艺会影响固态电解质膜的厚度和离子电导率,膜过厚会降低电池的质量和体积能量密度,过薄则会导致机械性能变差。成膜工艺主要包括湿法工艺干法工艺气相沉积工艺,其中干法工艺是未来电极工艺的迭代方向,也将会是全固态电池的主要使用工艺。
    下图为不同成膜工艺的对比:

    电极制备过程中,需要精确控制活性物质、导电剂、粘结剂等的比例和分布,以确保电极的性能和一致性 。固态电解质的合成与涂覆需要采用先进的工艺和设备,保证电解质的质量和均匀性 。电芯的组装则要求高精度的操作,确保各个部件的准确安装和良好的接触 。
    在测试环节,需要对电池的各项性能进行全面检测,包括容量、充放电效率、循环寿命、安全性等 。通过严格的测试筛选,保证出厂的电池符合质量标准 。

    ③ 制造环节核心标的

    半固态的铜箔:铜冦铜箔、徳褔科技、东峰集团、英联股份

    添加剂LiFSI1Gwh半固态电池LiTFSI的用量为214吨):

    瑞泰新材(LiTFSI固态电池中销售)、利民股份(双氟电解质LiFSI)

    导电剂

    半固态电池1GWh碳纳米管导电剂用量为70至120吨>液态锂离子电池20至30吨):天奈科技、捷邦科技、道氏技术

    涂覆设备:璞泰来(负极材料龙头,覆盖隔膜及涂覆加工、PVDF等)

    整线设备

    先导智能(设备全能王,覆盖电解质涂布、极片辊压到全极耳焊接全工序)、利元亨(覆盖锂电池的电芯装配、电芯检测和电池组装等主要工艺设备

    零部件:德新科技、逸飞激光

    其他设备:骄成超声、豪森智能、信宇人、联赢激光、赢合科技

    电池封装:

     科森科技:固态电池金属外壳独家供应商,解决界面密封难题。采用“铝塑膜+激光焊接”工艺;

    新纶新材:铝塑膜产品适配硫化物全固态电池封装,市占率超 40%)、紫江企业(铝塑膜市占率国内第二(仅次于新纶新材);

    道明光学:全球领先的反光材料及延伸产品的一站式安全防护解决方案供应商,道明光学在固态电池有不错表现;

    海顺新材:公司生产铝塑膜可以应用于固态锂电池‌。



    3、下游:多元应用的广阔天地

    下游应用主要有六大应用领域: 新兴科技、科研、载人飞行器、电动汽车、传统消费电子、工业以及储能领域。其中,消费市场未来或将有部分应用,半固态电池上车时间表以2027年作为节点,国内节奏快于海外。

    我们按成本敏感度”和“能量密度需求”梳理表如下:


    七、总结与展望


    当前,固态电池作为未来重要的锂离子电池技术升级方向,是锂电池理论上高能量密度+高安全性能的最佳体系,各大厂纷纷加入:

    比如丰田宣布将在2026年实现固态电池量产,纯电续航1200公里 10分钟极速快充;上汽集团宣布,将会在2026年底实现固态电池的量产,拥有聚合物-无机物复合电解质技术,能量密度超过400Wh/kg;比亚迪,计划在2027年小批量生产固态电池,并在2030年实现大规模应用。其固态电池采用高镍三元(单晶)正极、硅基负极(低膨胀)以及硫化物电解质(复合卤化物)。

    大厂的重仓和布局,无不让固态电池的商业和产业化,踏上了快车道。与此同时,固态电池依旧临着三大问题:界面接触问题、电极体积膨胀、稳定性低,需要攻克。

    1)接触界面问题+成本问题卡点。全固态取消电解液,“固-固”界面硬接触将影响电池倍率和循环性能,并带来加压制造、干法混料等工艺难点和工艺的不成熟带来成本的增加。
    2)固态电池在充电/放电循环过程中电极体积会发生巨大变化,因此容易开裂。而液态电解质由于具有流动性,它们可以适应电极结构的微小体积变化,并缓解由此产生的应力,从而使液态电解质电池对体积变化相对不敏感。
    3)氧化物、硫化物及聚合物三类固态电解质目前仍各自存在热稳定性、空气稳定性、对锂稳定性、电化学稳定性及机械稳定性等方面的缺陷,难以同时解决所有问题。

    当然,我们也有应对之策:针对硅基材料的体积膨胀现象,我们可从优化硅基电极材料结构、改进黏结剂和改善电解液3个方面来提高锂/硅电池的性能。我们要不断投入研发,制造工艺上,通过高压实技术以提升体积能量密度、改善良率;另外通过半固态到全固态的线性过渡和迭代,最终把全固态电芯远期成本降到 0.69 /Wh。相信未来的几年,固态电池将迎来大面积“上车”潮,带来产业上真正的变革!



    图文引用来源IT桔子、五矿资本、山西证券、华金资本、亿欧智库、浙商证券、东吴证券、中银证券、 各公司官网等公开资料;仅作分享,不代表本人立场,不构成投资建议


    来源:锂电那些事
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    首次发布时间:2025-03-12
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    锂电那些事今日第二条2025年02月28日 星期五一、原理 (high potential test electrical safety stress test)测试。Hipot测试,狭义来说是介质耐压测试,是在相互绝缘的部位或某个独立部位与地层之间施加并持续一段时间的电压,目的是证明材料能在额定电压或由于开关、电弧等类似现象而引起的瞬间过电压情况下能安全地工作。广义来说可以分为绝缘电阻测试和电离强度测试Hi-pot测试其实是简单的欧姆定律,首先对电芯阴阳极通直流电流,此时的电芯相当于一个电容器,进行充电时间非常短,当电压平衡后,自身形成一个闭环电路,通过仪器测试电路的泄漏电流来计算绝缘电阻来评估电芯是否OK 二、目的及意义 Hi-pot测试的目的在于检出电芯内部存在或潜在的短路风险,这些潜在的短路风险主要来自于Particle引入,隔膜破损,金属毛刺等。卷芯热压后,通过在正负极两端施加一定的直流电压(一般在100V-250V),高电压下产生的漏电流与设定值进行比较,如果漏电流值小于设定值,判定通过测试,反之则报NG。为了最大限度的在制造层级筛选出可能存在内短路的电芯,在实际的动力电芯在生产过程中会有不止一次的Hi-pot测试。 三、过程关键控制点 正负极通过隔膜分割绝缘,如果电芯内部存在粉尘、颗粒、毛刺、隔膜缺陷等“薄弱环节”时,这些位置的正负极片接触阻抗较小,在较高的电压下,容易产生电弧,造成隔膜被击穿。 Hi-pot参数设置与隔膜厚度有较大关联,否则可能造成过杀或误判,通常要求电压≥250V,电阻≥100MΩ(注意设置的电压不可超过隔膜耐压值,具体参数需要根据实际情况调整,并不是绝对的) 关键输入参数KPIV: 测试电压 关键输出参数KPOV Hipot值 四、常见问题 五、发展趋势 检测精度,检测可靠性,检测效率提升 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! 来源:锂电那些事

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