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高工新电池新材料大会直击②：17家企业畅谈锂电池、钠电池、固态电池新材料

高工锂电 · 公众号 · · 2024-08-08 20:16

正文

明天的锂电池、钠电池、固态电池等新材料面临哪些挑战？将如何发展？距离规模量产与应用还有多远？

2024年以来，在新专利、投融资、投扩产各维度，以快充电池、大圆柱电池、钠电池、固态电池为代表创新电池技术成为产业发展主线。

于锂电池而言，破内卷成为新一轮创新的核心使命。2024年以来，国内电池企业推出密集推出快充电池新品，新品倍率集体进入4C-6C水平；海外，特斯拉大圆柱电池实现再突破。全球范围内快充电池、大圆柱电池快步走向应用，联动材料、工艺迈入新阶段。

于钠电池而言，经过2023年全年的快速发展，随着钠电安全、低温及放电等方面性能得以认可，钠电池在储能、电动两轮车、低速车、A00级车开启应用，应用场景得以拓宽。

于固态电池而言，全球各国对固态电池的研发已上升至战略高度，新的起跑线考验着产业链更高维度的创新、产业化实力。

2024高工新能源新材料产业大会期间，高工锂电董事长张小飞博士强调，从本质上看，只有材料上的创新和变革，才能完成新的使命。明天的锂电池、钠电池、固态电池等新材料面临哪些挑战？将如何发展？距离规模量产与应用还有多远？大会锂电池材料专场、钠电池材料专场、固态电池材料专场中，共计17位企业高层给出了研判。

材料创新应用

电池降本提效

星恒电源电芯工程院首席专家程凯发表“磷酸锰铁锂在电动两轮车的应用”主题演讲。

程凯表示，现阶段行业内商品化LMFP材料存在长期循环电压衰减、低温性能差、快充性能差（恒流比低)等问题；LMFP高比表所带来的各类工艺制成需要调整和优化，导致其短时间内难以在动力电池领域广泛推广。

星恒采用锰铁氧化物(MFO)在LMFP上的应用，在循环过程中的倍率、循环稳定性、恒流充入比、放电中值电压、阻抗等方面具备显著优势。1-300th放电电压平台更高、高电压平台保持更优、锰元素稳定性更好、无副反应Mn溶出，在脱离态下，热失控起始温度为455℃高于铁锂150 ℃左右，热失控最高温度为627 ℃高于铁锂39 ℃；基于50%锰铁锂22Ah电芯，在安全方面，针刺不冒烟、不着火、不爆炸。

目前，星恒LMFP系列电芯通用适配多场景使用需求，并率先通过电动自行车用锂离子电池安全强制性国家标准。

结合扣电测试数据和全电测试数据分析，基于纯相MFO-LMFP在原材料成本及合成工艺上具有最佳性价比，是未来LMFP材料最佳的合成路线之一。

金美新材料应用中心总监孙耀明博士发表“复合集流体应用趋势明朗产业化加速”主题演讲。

孙耀明博士表示，多功能复合集流体技术在解决电池内短路防护性的同时，提升了电池的能量密度和循环寿命，同时降低了电池成本，是面向于下一代更高性能电池的关键性平台技术。2023年起，金美复合集流体应用于多款车型电池，并规划宜宾基地，开启规模化量产，启动降本、增效。

在应用方面，复合集流体适用于各领域、各体系的电池，在重视安全、体积、重量能量密度选用MA；在重视成本、重量能量密度选用MC；极致安全和性能MA&MC。

目前，金美已实现6-8 μm的复合集流体量产，并完成了下一代更薄更安全产品的开发。产能方面，已经建成了重庆綦江示范基地年产能1亿㎡，正在建设四川宜宾基地规划年产能12亿㎡，并在推进扩产，让复合集流体导电材料更具规模效应。

中兴新材副总经理、研究院院长张辉发表“大容量储能电池的干法隔膜解决方案”主题演讲。

张辉指出，虽然新型储能技术不断涌现，但是锂电池储能在电化学储能领域仍占绝对主导地位。同时，314Ah大容量储能电池陆续量产，预计2024年H2将成为出货主力，大储电芯的快充、高容量、长寿命、低成本、高安全技术发展趋势对隔膜提出了更高的要求。

中兴新材为大储电芯提供的干法隔膜解决方案，通过材料和设备突破，穿刺强度提升25%以上；打破单向拉伸工艺TD瓶颈，从Z轴方向改善隔膜韧性，改善客户制程短路率，提升热压效果；实现孔结构的突破，并对PP/PE/PP 闭孔机理进行了针对性研究，目标是通过一系列技术创新，提高隔膜的功能性，降低电芯的短路率，最终实现客户端制造成本的降低。

其中，公司薄型高强9/10μm三层共挤产品，采用超高分子量PP，具有高机械强度、小孔径、高曲折度、高耐压等优势，结合高浸润、高耐热、高保液、高粘接及其他功能涂层的设计，进一步提高隔膜的综合性能，可满足300Ah以上大容量储能电芯的需求，目前已进入客户验证阶段。

尚水智能区域销售总监丁书剑发表“从电池材料到下一代极片的智能装备创新”主题演讲。他指出，好的材料应搭配好的工艺才能最大程度发挥材料的潜能。

在电池材料工艺与装备整体解决方案方面，尚水智能具备电池材料整线解决方案的设计及工程能力，产品谱图实现电池原材料制造装备全覆盖，包括：配料、混合、粉碎、研磨、干燥、包覆。其中，干式球磨系统是晶体材料研磨，降本增效理想之选；喷雾干燥系统更节能、产品质量更稳定。

在智能极片解决方案方面，尚水智能多款锂电制浆装备迭代推出，可适用多种配方、多种制浆工况和应用场景的全覆盖。另外，涂辊分环节，尚水智能认为，高粘、高固含将是极片制造的发展趋势，一体化的极片制造系统能够满足未来高效率、大产能、低成本的需求。而无溶剂的干法极片制造将为终极解决方案。应对干法电极粉料混合、纤维化设备、辊压成型等挑战，尚水智能推荐使用多级辊压减薄覆合一体化设备。

洪田科技副总经理朱开星发表“真空镀膜集流勇进”主题演讲。

朱开星指出，铜材料成本高企，动力电池降本提效趋势下，复合铜箔优势明显，可为行业打开降本通道。对比目前复合铜箔三种制备方法来看，良品率方面，一步法 > 两步法 > 三步法。

作为首家掌握并采用“一步法全干法”工艺路线企业，洪田科技拥有完整的产品矩阵，包括真空磁控溅射镀膜机（可双面镀金属材料）、真空蒸发镀膜机（可双面镀铝）、真空磁控溅射蒸发复合镀膜机（可双面镀铜镀铝）。

洪田科技真空镀膜设备优势在于：1、实现核心关键技术的突破。2、物理防氧化处理，不产生水处理费用。3、可同时实现双面1微米镀膜，无需将膜材在多个设备之间搬运，工艺简单。4、模块化设计，可根据场地、产能要求增加或减少镀膜模块数量，全国首创。5、溅射效率更高，32根靶材，溅射效率极高。6、全部在真空环境下运行，无需在化学溶剂中运行，更环保。

杉杉科技研究院副主任黄晶鑫博士发表主题演讲。目前，负极材料处于严重内卷的状态，行业正加速快充、能量密度、循环等方向的差异化技术迭代。另外，为发展新质生产力，企业还需加强科技、绿色、数字等方面的实力。

杉杉科技规划到2025年国内至少具备60万吨/年产能，现阶段内蒙古、云南、四川基地已投产，宁波硅基一体化基地一期预计今年下半年陆续投试产，产品规划为硅氧和硅碳，海外芬兰工厂规划产能10万吨/年，基地在芬兰本土具备产业集群、交通物流、绿电&电价、本土供应优势。

降本增效方面，杉杉储备优质原料，采用自动化规模产线。研发方面，杉杉具备石墨组、原料组、新材料组完整的研究院体系。产品方面，依托新型快充技术的持续迭代，杉杉动力产品已从4C迈入6C超冲阶段，并不断对硅基负极、新型负极、硬碳负极产品体系进行迭代，并以基础研究助力杉杉技术创新。

杉杉正建立智能化研发平台的基础，测试标淮化+数据处理和数据库智能化，规划5年内在全电池线和先进综合表征平台基础上，开拓人工智能方法，辅助为客户提供准确的产品。

宏工科技方案与设计部副总监李超发表“新质生产智造升级锂电材料信息化转型的创新实践”主题演讲。

李超表示，随着新兴数智化浪潮来临，锂电材料行业信息化仍普遍存在数据停留在纸面或信息采集不全面，设备真实工艺参数难以精准获取，能源信息无法统计，重点能耗设备难以检测，生产追溯困难，品质监控反馈不及时，节能减排不明显等等痛点。

宏工科技通过“宏梦智能制造云平台”，在诸多关键环节对能耗指标进行严格监管，为节能降耗的实施提供决策支持。同时可为工厂提供计划排产、生产执行、设备管理、质量管理等更多功能，配合节能高效的专业设备和工艺，助力锂电材料客户加强碳管理。

从顶层架构来看，宏工科技融合了大数据、云计算、物联网、AI等新技术，遵循ISA-95标准构建，以制造数据为核心，构建涵盖仓储、生产、质量、设备、能源、安环等制造领域，集制造执行与工厂运营于一体的全方位数字化管理的软件体系。

EK工业空调市场总监王健发表“高能耗材料制造如何向零碳突围”主题演讲。

王健指出，新材料厂房因对控温、控洁净度、局部控湿、运维管控方面的高要求存在高能耗。针对此，EK新材料工厂节能降碳路线围绕智控、减负、节能、热泵、回收、高效六大维度设计，推出高效机房一步到位——EK云智慧高效集成冷站。该方案已在湖北一电池基地得以应用，全年运行能效EERa超过5.0，对比传统空调年节碳率39.46%。

工业余热回收高温热泵方面，相比燃煤锅炉存在排放不环保、供气不稳定、电锅炉耗电不经济等问题，EK推出工业高温热泵家族，“火凤凰”系列高温热泵机组，可利用35~75℃的低品位能源，制取80~120℃的高温热水，代替传统燃煤、燃气、纯电、燃油锅炉，是实现工业节能、降碳提效的最佳选择。且EK余热回收集成热站具备节能高效、系统安全可靠、生命周期长、结构紧凑、快速替换优势。

洁净方面，当下工厂变革中则发生着EC变频风墙普及风暴，相比传统风机节能率25.5%，投资回报周期0.74年。

对于通用型厂房，EK提供工业多联方案，相比原有的大型冷站+专用设备的方案有大幅的能耗降低。

在降本增效方面，EK转轮除湿节能技术进入3.0阶段，赋能新材料、新电池工厂，以及原有工厂改造节能降碳赋能。

另外，EK-AloT智慧云系统是集AI计算、数字孪生、互联网、物联网、移动互联网于一体，并与中央空调、锂电行业转轮除湿等工业场景相结合的综合性系统，旨在提供工业场景云端智能控制、远程运维、线上协同、节能增效等端到端一体式解决方案。

材料路线并行

钠电适用先行

众钠能源子公司镇江里钠总经理赵九铃发表“硫酸铁钠材料体系的独特竞争优势”主题演讲。

赵九铃指出，硫酸铁钠材料体系具备>3.7V高工作电压、>8000圈长循环寿命、-40℃~55℃宽工作温区、支持10C持续大倍率放电，以及高安全、可适配圆柱、方形、软包多样化形态等独特竞争优势。

产品方面，镇江里钠已量产的长循环型硫酸铁钠正极材料，具有3.7V高工作电压、2000圈容量保持率＞90%长循环、低成本等竞争优势，适用轻型动力、户储等应用场景；满足5C高倍率、≥90mAh/g高容量的高容量型硫酸铁钠正极材料即将量产，主要适配备电、工程机械、PHEV等领域。

产能方面，由镇江里钠打造的全球首个硫酸铁钠正极材料量产基地正在快速产能建设中，建成后年产能将达5万吨。

值得一提的是，众钠能源硫酸铁钠电池体系首个应用于两轮场景的钠电解决方案聚钠1号已完成产业化闭环。

根据预测，至2027年，硫酸铁钠正极材料成本降幅将超80%。镇江里钠也希望与产业界伙伴协同，共同探索硫酸铁钠材料，至2027年实现电芯目标成本下降60%。

中科海钠材料业务总经理戚兴国博士发表“钠离子电池高容量正负极材料开发”主题演讲。

戚兴国博士表示，钠离子电池成本优势尚未体现，背后原因主要为产业链相对不健全、规模效应未体现、能量密度偏低、应用研究较浅。

中科海钠正不断提升钠电池能量密度。在高容量钠电正极开发方面，可通过掺杂或包覆的方式。掺杂需缩小晶胞体积变化，优化晶粒尺寸，提升晶界强度，降低膨胀和开裂；包覆需协同电解液优化，降低界面副反应，减小电芯内阻。

高容量负极开发方面，主要通过储钠机理、微观结构调控以及外部形貌、粒径分布等改善提升材料压实密度。中科海钠目前量产碳负极材料容量达到370mAh/g，实现吨级供货，研发层面克容量最高＞400mAh/g。

中科海钠2022年一期年产各2千吨正负极材料线已建设完成并运行半年，2024年完成二期2万吨正极/1万吨负极材料线建设并投产。今年6月，中科海钠100MWh储能电芯已成功交付。

鼎胜新材副总经理陈魏新发表“电池箔市场明线与技术暗线”主题演讲。

陈魏新表示，随着锂电、钠电应用场景越来越广泛，客户要求的电池箔产品种类数以千计，且技术要求越来越高。典型需求包括减薄12um应用推广度增加；高强铝箔需求提升；储能领域280Ah转314Ah电芯，高压密项目占比快速提升；正极涂层环保溶剂的应用要求铝箔带油等级提升等。

针对快速变化的市场需求，鼎胜新材已重点布局了高强高延伸电池箔、7μm超薄电池箔、高达因电池箔、功能型涂碳铝箔、低带油量铝箔等优异产品，同时为匹配新的市场需求，公司也在通过变更涂层主材应对涂碳层指标优化，进一步降低针孔数量打造超高强铝箔等。

数据显示，2023年，鼎胜新材全球电池箔出货量达13万吨，全球涂碳箔出货了1.3万吨，处于行业第一梯队。

超钠新能源总经理倪文彬博士发表“钠电正极材料技术路线及企业选择”主题演讲。

倪文彬博士表示，现阶段钠电池正极材料三路并进，不同路线具备不同的能量密度、倍率性能、循环寿命和安全性能等，当前各公司在正极技术路线的选择上差异化较大。

超钠新能源层状氧化物产品瞄准高功率、高倍率应用场景，超钠新能源单晶层氧已实现镍含量33mol%、20mol%的量产，10mol%的中试，0mol%的无镍正极正在研发。

超钠普鲁士蓝/白正极材料瞄准成本优势和性能综合优势，实验室12ah应用于两轮车的电池包产品，预测寿命在7千次以上。

超钠新能源湖州高性能钠离子电池材料零碳智能产线项目已布局千吨级层状氧化物产线、千吨级普鲁士蓝产线、20000吨电解液产线。未来，超钠还将在四川绵竹布局规模化储能钠电池关键材料产业化生产基地。

国科炭美总经理孔庆强博士发表“钠电负极材料——创新与破局”主题演讲。

孔庆强博士表示，硬炭无定形炭，与石墨相比，储锂、储钠容量更高，低温、快充、循环和安全性能更好，是钠电负极唯一解决方案，也是锂电负极新一代材料。

在技术路线创新方面，国科炭美硬炭原料选择煤炭和沥青。在共性关键技术及装备创新方面，公司开发新型交联技术，可改善生物质、沥青的加工性、提高收率，降低成本；创新纯化技术，减少副反应，提高循环寿命，降低成本；自研微晶结构调控，实现高容量和高动力学的可控可调；优化表面处理，改善脱水性、分散性，降低保液量等。

产品方面，公司常规型产品GHC-C300百公斤级订单已交付，产品循环稳定，满足低速电动车需求；高功率型产品GHC-C300A性能接近海外产品，正在向客户送样评测。可满足2C充放的GHC-B220产品已获百公斤级订单，正在备货中。GHC-B280煤基硬炭性价比高、灰分<2%、循环稳定，正在中试放大。

产能方面，2023年初，公司启动年产1000吨硬炭工业示范线建设，2024年1月已正式建成。目前公司正在规划硬炭万吨产线建设。

核心材料协同向前

固态电池量产在即

卫蓝新能源研发总经理徐航宇博士发表“固态锂电池开发现状及未来展望”主题演讲。

徐航宇博士表示，在技术路线方面，目前全固态电池以聚合物与硫化物路线为主。聚合物固态电解质质轻、具有柔性、易于加工，但其电化学窗口往往不高、室温离子传导差；硫化物固态电解质离子电导率高、兼容高电压正极，但对空气中的水分和大部分极性溶剂敏感，且电芯制备过程依赖于等静压技术。

全固态电池仍面临很多挑战，混合固液电池则能将液体电解质和固态电解质的优势结合，平衡综合性能和成本。卫蓝基于原位固态化的原创思路和自主开发的混合固液电池解决方案，已实现混合固液电池的量产，产品应用于低空经济、新能源汽车、储能等领域。

在产业链布局上，卫蓝与锂电产业链各环节头部企业在负极、隔膜、正极、金属锂、添加剂、封装材料等方面进行合作，通过战略合作、成立合资公司或子公司的方式快速推进混合固液电池上游关键材料和设备的工程化。在全固态电池方面，卫蓝新能源正在努力开发基于聚合物和氧化物电解质的全固态电池，并计划在2027年实现小规模的产业化，同时卫蓝也在深圳成立子公司中科超能，推动硫化物全固态电池的产业化。

卫蓝新能源认为，固态电池将成为未来电化学储能技术发展的核心趋势，混合固液电池率先量产，全固态电池商业化将晚于混合固液。混合固液电池目前大多选择氧化物和聚合物与液态电解质结合，全固态电池路线仍然存在分歧。未来，固态电池将从差异化竞争开始，逐步扩大应用范围。

力神电池研发经理魏俊成发表“高比能高安全固态电池研究进展”主题演讲。

魏俊成表示，面向≥1000 km续航的高比能、长寿命、超快充/快放、真安全的锂离子固态电池，已成为下一代动力电池明确的发展方向；除了电动汽车外，电动航空器等新应用领域的开拓，也为高比能固态电池的发展创造有利条件。

力神电池在高比能固态电池开发方面深耕多年，通过应用一系列先进材料和前沿技术，对高比能、高功率、高安全的固态电池体系进行持续的开发和改进。目前已成功开发比能量325~400 Wh/kg，常温循环寿命超过1000次的多代固态电池产品，兼具高比能、长循环、高功率、超安全的性能优势。

2025年前，力神电池力争实现比能量≥450 Wh/kg的高比能固态动力电池产品的开发，将整车续航里程提升至1500km以上。

产业化方面，力神电池高比能固态电池已在多个客户的极致轻量化乘用车项目中实现示范应用；搭载高比能固态电池的无人机已实现批量供货。

蓝廷新能源副总经理聂文波发表“固态电解质层隔膜的演变和技术创新”主题演讲。

聂文波介绍，在锂电涂覆隔膜方面，2023年底，蓝廷新能源独立开发新型MOF材料，采用蓝廷新能源MOF材料涂覆隔膜和蓝廷固态电解质涂覆膜装配电池，电池的倍率性能、容量保持率等指标有显著提升。

在固态电解质制膜方面，为实现膜片稳定性，固态电池粘结剂不应被低估；采取基膜条件下蓝廷膜片以高孔隙基膜填充固态电解质，可以得到连续的复合膜。在固态电解质层的构造方法上，蓝廷的思路是采用原位固态化技术。

蓝廷新能源认为，固态电解质已经发展成为新一代锂电池最核心的材料；固态电解质成型技术是全固态电池制造技术的战略制高点，需要全力攻克并尽快实现工业化；电解质材料的跨界创新是性能突破的希望所在；固态电解质复合膜是针对半固态电池功能实现需要而设计的专用隔膜，蓝廷公司已实现了它的产业化和产品系列化；未来技术竞争的焦点将是固态电解质层的成型。

嘉拓智能高级研发经理宋海威发表“固态电池干法工艺制造探索与实践”主题演讲。

宋海威表示，干法工艺具有安全环保、成本相对更低、无溶剂残留等特点，是最匹配硫化物电解质固态电池的制备工艺。

嘉拓智能于2015年开始干电极研究，2022年开发了多种干法成膜方式，截止2024年年中已完成30台干法设备和固态设备的制造交付，对于干法工艺与固态电池的深入探索仍在继续。

目前，公司已实现20μm锂金属负极制备，正在往15μm研究突破。在成膜工艺上，公司正在探索采用湿法混合、包覆、造粒后进行干燥，再通过干法辊压成膜、复合。

同时，公司也在积极探索采用静电喷涂+热压工艺，可适用于薄固态电解质膜的干法制造，有望实现全固态电池正极和电解质膜的连续制备。

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正文

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