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固态电池专题

调研纪要  · 公众号  · 能源 新能源汽车  · 2024-11-23 23:43

正文

主题:固态电池产业化破晓

GGII 2024中国固态电池行业发展现状及趋势分析

- 截至2024年9月,中国固态电池行业已有25家企业完成超过75笔融资,总规模突破百亿元。这些融资主要集中在锂电池领域,尤其是固态电池和固态电解质,占比超过80%。这显示出固态电池行业的投资热度和市场潜力。

固态电池行业的头部企业估值已接近二线电池厂的市值,但从企业数量来看,仍然不到5%。这表明固态电池行业虽然受到资本青睐,但整体市场渗透率仍然较低,未来发展空间巨大。

固态电池产业链初具雏形,核心集中在固态电池和固态电解质领域,相关企业约200家。然而,真正能够实现批量出货或具备验证检测能力的企业不到20家,显示出行业竞争力仍需提升。

超过60%的企业布局在两种或三种技术路线,单一电解质路线的企业较少。这是因为固态电池技术路线尚未确定,各企业在技术选择上采取多元化策略,以提高技术成熟度和市场适应性。

近四年,固态电池行业的投扩产规划总金额超过2000亿元,但截至2024年底,实际产能不到20GWh。未来几年,行业需在产能建设、设备招标、人员培训等方面持续投入,以实现2027年100GWh的目标

预计2024年底固态锂电池出货量将突破7GWh,到2030年有望达到300GWh。全固态电池预计在2026至2027年实现小规模应用,到2035年行业体量将向5GWh或更高的方向发展。

当前固态电池应用超过70%集中在动力领域,但储能领域被认为是短期内带动增长的重要领域。长远来看,动力板块仍是市场的主要集中点。新兴市场如eVTOL、电摩、外骨骼和人形机器人等领域,因对性能要求高且对成本不敏感,将成为固态电池的重要增长点。

工程化和应用端仍面临诸多挑战,包括材料选择、安全性、加工工艺稳定性等。为了实现市场接受,固态电池需在高能量密度、高安全性、高频率和高倍率之间找到平衡,并达到合适的性价比。

         

 

亿航智行 张宏

2025年我国低空经济规模将达到1.5万亿,到2035年有望实现3.5万亿,2023年我国低空经济规模突破5000亿元,预计2030年实现2万亿。

低空经济在去年12月的中央经济部会议上被提出,迅速成为全国热点。其核心方向与国际民航组织定义的先进空中交通非常接近,主要涉及利用革命性飞行器在传统通航无法提供服务的区域开展载人或载物业务。这一领域的核心要素包括革命性的航空器和新的服务区域,与当前低空经济的核心理念高度匹配。

国家在推动低空经济发展方面采取了多种措施,包括顶层设计、重点企业扶持、产能结合、人才建设和政策引领。国内已有多家企业,如沃飞长空、峰飞航空、沃兰特等,正在积极跟进低空经济的发展。

亿航已经取得第一个试行审批的全部三证,这为其在低空经济领域的领先地位奠定了基础。预计在未来两年内,亿航可能是唯一能够进行规模性布局的企业,这为其提供了重要的市场窗口期。    

亿航在全球18个国家获得特别许可,累计安全飞行超过5万架次,显示出其在技术和安全性方面的领先地位。公司正在积极推动商业化运行许可,并在多个地点和地方局推进相关工作。

电驱动是未来城市立体交通的核心趋势,因其零排放特性对城市运行空间友好。传统通航中的燃料发动机污染问题在高密度城市交通中不可忽视,电驱动的采用有助于解决这一问题。

全球已有700多个低空飞行器项目立项,其中电驱动的倾转旋翼和多旋翼构型占据主导地位,分别强调高效和安全性。这表明电驱动技术在低空经济中的重要性和广泛应用前景。

各地正在推动低空经济相关基础设施建设,成为政策重点。亿航在广州、合肥、温州等地建立了低空经济试验示范区,展示了低空经济的实际应用场景和商业化潜力。

亿航积极参与地方经济的立法和监督法规完善,参与广州和香港的立法工作,显示出其在政策推动和行业规范化方面的积极作用。

亿航正在打造无人驾驶载人航空的多元商业模板,特别是在大湾区等经济活动复杂、运行密度高的区域,致力于打通城市跨省的大湾区生活圈。

亿航希望通过先发优势推动低空经济产业发展,并与业内合作伙伴深度对接,预计到2050年,国内市场将占全球市场的50%。公司致力于成为未来城市公共交通能源利用技术整合的核心推动者。

         

 

卫蓝新能源 徐航宇

卫蓝目前能量产的产品均为混合固液电池(半固态电池),全固态电池仍处于研发阶段。固态电池在全球范围内受到广泛关注,但尚无企业能够展示出具有商业价值的大容量全固态电池。现有的全固态电池产品多用于微电子领域,能量密度较低,仅适用于智能手表、蓝牙耳机等小型设备

固态电池面临的主要挑战包括固体与固体之间的接触难题、理想固态电解质材料的缺乏以及与新一代正极材料的兼容性问题。固体接触难题在于电池的正负极和电解质均为固体,接触点难以保持良好状态,特别是在电池使用过程中会发生膨胀。材料方面,目前没有一种材料能够完全满足固态电池的需求

卫蓝在2016年提出了“原位固化”的创新思路,通过化学或电化学反应将液态电解质转化为固态电解质,以解决固体接触难题。这一技术已获得行业认可,并应用于宁德时代的凝聚态电池中。卫蓝还通过与行业龙头企业合作,推动关键材料和设备的产业化,以分摊成本和解决工程化难题。

卫蓝尝试将氧化物、聚合物和传统液态电解质的优势结合,开发出兼容现有液态电池工艺设备的技术,降低成本。这些平台化技术可以自由组合,材料的突破不会影响电芯的量产工艺和设备。

卫蓝在低空动力领域推出了全球首款混合固态无人机电池,提升了无人机的续航能力。公司还在便携式移动电源和小型储能领域推出了高比能和高安全性的产品,能够替代小型柴油发电机,适用于野外施工和应急救援。

在动力电池方面,卫蓝的360Wh/kg电池已应用于蔚来汽车,提供更高的能量密度和更轻的电池包重量。公司还开发了高性能软包电池和大圆柱电池,后者在系统上易于实现无热扩散,具备较好的容量保持率。    

卫蓝开发的储能电池具备高安全性和经济性,已在工商业储电柜和电网侧储能中应用。公司推出的混合固液储能系统在全球范围内首次实现百兆瓦时级应用,具备较高的运行效率。

卫蓝计划在2027年实现小批量全固态电池的示范性应用,目标是通过氧化物聚合物体系实现低成本生产。固态电池的未来发展需要整个产业链的合作,尤其是在新材料和设备端的创新,以实现数字化制造和智能安全预警。

         

 

盟维科技 李洪飞

全球新能源汽车市场持续增长,中国市场在全球占据重要地位。2023年上半年,中国新能源汽车的产量突破1000万辆,预计全年产量将达到1100万辆,创下历史新高。这一增长趋势为动力电池产业链带来了稳定的提质发展机会。

低空经济的发展已被纳入国家战略,多个省份成为低空空域管理改革试点。电动航空飞行器,如eVTOL和工业无人机,对动力电池的需求更为苛刻,要求更高的能量密度、安全性和快充能力。飞行器电池需要满足不同飞行阶段的性能需求,瞬间放电倍率需达到7C-8C,部分企业要求达到15C。

工信部等四部门提出绿色航空业制造发展纲要,要求400Wh/kg级锂电产品量产,500Wh/kg级锂电产品小规模验证。未来动力电池的发展将从电池结构体系创新到电池体系创新,推动高能量密度电池的研发。

锂金属电池因其高能量密度成为未来发展方向(理论比容量达到3860Ah/g,同时具有低电极电势(-3.04V vs.标准氢电极)是下一代负极材料的中基目标),但面临安全性、循环寿命等挑战,不过锂金属电池生产工序及产业链,无需额外改变产业结构切产业供应链充足。盟维科技在锂金属电池的应用安全、制造可行性、循环寿命等方面进行创新,已实现500Wh/kg的能量密度突破,并在多个领域应用。

盟维科技在锂硫电池领域创造了循环寿命的世界纪录,并在锂金属电池的工程化应用上取得突破。公司已实现400Wh/kg的电池出货,广泛应用于电动航空、无人机、安防物流等领域。公司还牵头制定航空可充电动力锂金属电池技术规范,推动行业标准化发展。

         

 

利元亨 技术总监 卢其辉

半固态电池中,液态电解质的添加量较小,仅为5%到10%,而全固态电池则取消了隔膜,采用固态电解质替代。全固态电池需要较大的压力来改善固固界面,这对制造设备提出了更高的要求。

公司提出了半固态和全固态电池的整线方案,设备覆盖了半固态的两种工艺路线和全固态的三种化学体系,能够满足氧化物、聚合物半固态电池以及硫化物、氯化物全固态电池的生产需求。这表明公司在固态电池生产设备上的全面布局和技术储备。

公司在固态电池的制造设备上进行了创新,推出了胶体印刷工艺,用于提供骨架支撑,防止在高压下边缘变形导致短路。此外,公司还推出了多种设备,包括电子的单反同步设备、辊压热复合双轧一体机等,旨在提高生产效率和产品质量。

公司开发了一款高压化成设备,适用于固态电池的生产。该设备能够承受更大的聚集压力,达到每个电池10MPa,并增加了130多项安全保护功能,以确保硫化物固态电池的安全性。这表明公司在设备安全性和性能上的高度重视。    

- 利元亨公司制定了硫化物固态电池产线的防污防爆设计企业标准,强调提高工艺流程的密闭化水平、设备箱体的密封性,以及设置有毒气体检测器的重要性。这些措施旨在确保生产安全和人员健康。

公司在设备设计中引入了三大安全准则,并通过设备广告分区评估、工艺流程密闭化设计和机电软件功能性安全设计,形成了一套独特的全固态电池防护防爆设计标准。这些设计标准不仅符合国家法律法规,还能有效降低生产过程中的风险。

公司在新能源行业中具有显著的竞争优势,包括持续创新、开放共享、高效协作、提质增效、全球配套和规模交付能力。公司在全球范围内布局,拥有多个分子公司和广泛的合作伙伴网络,显示出其在行业中的领先地位。

公司建立了完善的工程师培养体系,培训基地面积达4000平米,每年投入5000万用于培养工程师,年设备交付能力3000+(台/套)。与行业头部企业共建了12个联合实验室,开展了1600多项实验项目,覆盖锂电池、动力储能、氢能等领域。这表明公司在人才培养和技术研发上的长期投入。

         

 

清研纳科 董事长 王臣

清研纳科在干法电极的技术开发上具有深厚的积累。早在2012年,公司就开始研究干法电极的成膜技术,即通过粉体直接成膜的方式,避免了传统湿法工艺中溶剂的使用。这一技术不仅减少了能耗和占地面积,还与固态电池天然契合。通过多年的研究和实验,公司已经实现了干法电极的量产,并在广东肇庆建立了三条生产线

干法电极的核心技术在于粉体的直接成膜以及成膜的清理性。清研纳科通过不断的技术迭代,从最初的挤出、抑制棒、压模方式转向粉体成膜路线。2012年,公司获得深圳市政府的应用技术重点项目支持,进一步推动了这一技术的研究和应用。

清研纳科在干法电极装备的开发上取得了显著进展。公司在2023年10月建成了国内首条自动化贯通线,实现了从物料自动输送到成膜的全自动化流程。这条生产线位于深圳龙岗,面积达1200平方米,能够处理四种物料的全自动上料,设计机械速度达到50米每分钟

公司在装备开发方面推出了多种系列的产品,适用于不同的工艺需求。单面复合设备有四个系列,双面复合设备设计机械速度可达100米每分钟,适合中试放大。GWh装备的设计幅宽为1.2米,速度在80-100米每分钟之间,产能可达5-10GWh

清研纳科与多家车企及科研院所合作,参与了固态电池相关项目的开发。公司计划在2025年实现1米幅宽、80米速度的量产机型及整线解决方案,以满足市场对高效生产设备的需求。

公司计划在2024年筹建国内第一条GWh产线,所有设备已经定型。这条产线将采用三层楼的建设模式,实现物料的全自动输送和粉体成膜。清研纳科作为清华大学研究孵化的企业,专注于干法电极装备的研发、设计、制造和销售,致力于推动行业技术进步。

         

 

曼恩斯特 李宁

l固态电池技术因其高能量密度、高安全性和高循环寿命等特点,成为电池技术发展的前沿方向。随着资金和技术的推动,固态电池有望在未来崛起,成为市场的主流选择。    

相较于传统液态锂电池,固态电池在材料特性和工艺制程上具有明显优势。干法制膜工艺通过减少溶剂使用,降低设备成本和污染,同时提升电池的物理化学性能和安全性。

干法工艺通过无溶剂或少溶剂的方法制造固态电池极片,涉及材料预处理、定量上料、混合消化、预成膜等环节。曼恩斯特公司在混料环节提供多种高效混合设备,确保材料混合均匀,防止污染和氧化,操作简便。

在成膜环节,关键指标是成膜的压力和温度。曼恩斯特配备精确的压力和温度控制系统,能够根据不同材料类型和工艺要求设置操作参数,确保成型进度高、生产效率快,保证形状和尺寸的稳定性。

曼恩斯特的陶瓷双螺杆挤出机采用双单支撑结构,减少磨损,延长使用寿命。设备与材料接触部位经过陶瓷化处理,避免异物引入,确保材料制造过程的安全性。

强力混合机和VC高效混合机具备复合功能,能够实现预混纤维化,提供气氛保护和精密温度控制,确保材料制备过程的稳定性和高效性。

干法制膜技术在效率、稳定性、成本和环保方面相较于液态技术具有显著优势,特别是在固态电池的应用中有较大的成长空间。然而,技术进展仍需解决许多关键问题,如更高阶的压力控制和更精细的工艺控制能力。

         

 

深蓝汇泽 崔光磊

固态电池相较于传统液态电池,其最大的优势在于能量密度高和安全性强。固态电池通过使用固态电解质,避免了液态电池中有机电解液与高活性正负极材料发生副反应的风险,从而提高了能量密度。此外,固态电池的固态电解质减少了氢化锂的生成,从根本上杜绝了氢气积累的隐患,提升了安全性。

固态电池的界面问题是其面临的主要科学挑战。固态电解质与电极之间的接触是固体与固体之间的接触,虽然反应较缓慢,但界面缺陷可能导致电池失效。固态电池的技术难点主要集中在界面上,锂离子在正极、负极和电解质界面上的传输是关键。

固态电池的三大技术路线包括聚合物基、氧化物基和硫化物基。聚合物基电池在工作温度下材质较软,改善了界面接触,但缺乏机械强度,且工作温度较高。氧化物基电池的无机陶瓷面临界面接触失效的挑战,尤其是在承压时容易产生裂纹。

公司研发了一种“刚柔并济”技术,通过在电池中引入钢筋骨架,提高了结构支撑能力,并通过添加聚合物材料改善界面接触。这种技术使得电解质从正极材料表面生长出来,解决了界面接触问题,并提高了电池的机械性能。

公司在固态电池的研发中取得了显著进展,积累了四代技术,能量密度从220Wh/kg提升至600Wh/kg。公司拥有200多项专利,其中66项核心专利已转化为公司资产,并发表了600多篇学术论文。

公司计划于2025年夏天量产新型固态电池,其特点包括高能量密度(315Wh/kg)、高安全性(150摄氏度热箱1小时)、支持3C快充和6C放电倍率,适用于动力汽车和自动系统。

l公司目标客户包括高性能、高安全、高能量密度的应用领域,如电动船舶和储能系统。储能系统主要针对电网的安全性需求,此外,公司还开发了适用于银行业和家庭的高功率、高安全性电池产品。

公司在杭州建设了一条1MWh的生产线,预计明年5-6月产品将下线。目前正在进行生产线的安装和装修工程,计划在常州进行更多的生产活动。    

         

 

太蓝新能源 梁世硕

固态电池已成为全球技术竞争的高地,中国政府在2021-2035年规划中将其列为重点发展技术,并在今年年初拨出数十亿资金支持相关技术探索。固态电池因其高能量密度和安全性能成为未来电池技术发展的关键方向。

太蓝公司在固态电池领域提出了“4321”创新理念,旨在通过去除隔离膜和负极等部件,提升电池的活性物质比例,进而提高电池的能量密度和安全性。这一创新理念标志着电池技术的重大变革,推动了固态电池的研发和应用。

太蓝公司通过材料和工艺创新,成功研发出具有电子绝缘和离子导通双重功能的固态电解质材料。该材料不仅薄且具备良好的韧性和兼容性,同时其电导率显著高于市面上的氧化物材料,达到1.5-4.4M。这一突破为固态电池的安全性和性能提升提供了重要支持。

太蓝公司展示了其无隔膜固态电池技术的安全性,该技术在耐高温、耐挤压等方面表现出色。固态电池在高温灼烧后仍保持良好的电绝缘性能,且在500摄氏度以上的高温下仍能保持完整。这表明固态电池在极端条件下的安全性显著优于传统电池。

太蓝的无隔膜固态电池在耐挤压测试中表现出色,电量超过60%后仍能保持稳定,而传统液态电池在电量超过30%后即失效并起火。固态电池的耐高温性能也优于液态电池,在200摄氏度的环境下放置30分钟仍保持稳定。这些性能提升使固态电池在安全性上具有显著优势。

太蓝公司计划在未来几年内实现固态电池的量产和市场应用。半固态电池样件已生产完成,预计明年进行高端开发和智能汽车新验证。全固态电池的研发也在进行中,预计2026年实现小型电池的量产。公司在全球范围内布局研发和生产基地,以推动固态电池的普及应用。

太蓝公司在固态电池领域拥有超过500项专利,并在全球范围内建立了多个研发和生产基地。公司在北京、重庆、华南和香港等地设有研究院和生产线,致力于推动固态电池技术的产业化和市场化。公司技术已被世界知识产权局收录,显示出其在全球固态电池领域的领先地位。

         

 

嘉拓智能 刘世雄

嘉拓智能在固态电池设备领域取得了显著进展。自2018年组建团队以来,公司在研发和市场拓展方面取得了显著成效。到2023年,公司已成功交付9台套工业设备,并在2024年进一步扩大交付量至40多台套。这表明公司在技术研发和市场拓展方面的持续努力和成功。

公司在新型固态电池工艺方面进行了深入研究和开发,特别是在无溶剂残留的安全环保工艺上取得了突破。该工艺不仅降低了成本,还提高了电池的容量适配性,显示出较高的市场竞争力。

嘉拓智能开发了一系列创新设备,以满足不同客户和实验室的需求。这些设备包括一体化设备,能够实现从自动上料到成膜的全流程自动化,已在部分充电厂投入使用。此外,公司还推出了双面成膜设备,具备高自动化和集成化水平,能够满足多种材料的加工需求。

公司还推出了分段式实验设备,适用于实验室和研究院的多次验证需求。这些设备具有通用性,能够在小批量实验中提供高效的验证手段,进一步支持科研和产品开发。    

嘉拓智能在科研领域保持开放态度,与客户和同行进行共同研发和资源共享,以推动行业的快速发展。公司已完成1200多次技术验证,并在全球范围内布局了60多项专利,包括实用新型和发明专利,显示出其在技术创新和知识产权保护方面的积极投入。

公司强调其综合解决方案能力,能够提供从材料到设备的全工业解决方案。通过协同化的业务布局和创新的技术路线,嘉拓智能致力于成为材料和自动化装备集成的技术平台型企业。

         

 

合壹新能源 胡江波

可穿戴设备市场,尤其是TWS耳机市场,预计将达到千亿级规模。TWS耳机市场自2016年苹果推出第一代产品以来,逐渐成为智能设备的重要组成部分。合壹作为后进者,提出了在该领域的解决方案,特别是在耳机电池的能量密度和快充能力上提出了更高要求。

合壹提供的产品能够显著提升耳机的续航能力,从传统的2-3小时提升至9-10小时,并支持主动降噪和传音功能。这一提升得益于公司在能量密度方面的技术突破。

合壹专注于固态电池的研发,早期产品应用于手机和助听器等微型电子产品。公司目前正在进行中小型固态电池的中心化验证,目标市场包括无人机和电子航空领域。公司引入了先进的材料技术,提升了电池性能。

公司在材料技术上取得了突破,采用硅碳材料处理技术和复合电解质的技术,提升了电池的快充能力。公司还在结构设计上进行了创新,以提高良率和生产效率,降低成本。

合壹的核心技术包括聚合物、氧化和硫化三大技术路线,特别是在聚合物路线中实现了高速自动化生产。公司的固态电池粒子性能达到10^-3次方,显示出卓越的技术水平。

公司采用SEI自愈合合成机制,提升锂离子流的均匀性和屏蔽能力,增强了电池的安全性和性能。公司在连接器技术上也进行了研究,推出了微型电池的5C倍率产品,显示出在规范空间上的创新能力。

合壹成立于2019年,致力于成为全球领先的高能电池制造商。核心团队来自中兴通讯和充电池,总部位于深圳坪山,并在天津设有研发中心。公司专注于3C类专用型固态电池的研发,产品已通过全球认证。

合壹在产品管控上非常重视质量管理,配备了专业设备进行性能分析和解答。公司强调质量管理的重要性,质量问题有一票否决权,确保产品的高端性能和安全性能。

         

 

宜宾锂宝 周宇环

固态电池的技术路径主要分为两个部分:半固态和全固态。短期内,半固态电池作为过渡方案,能量密度和安全性较高,逐渐向全固态电池过渡。固态电池通过替换易燃的有机电解质为阻燃的固态电解质,提升了安全性,并为高镍、钴锂等高能量密度材料的应用提供了可能性。

固态电池的正极材料开发面临的主要问题包括界面稳定性、电化学稳定性、机械接触稳定性和成本问题。正极材料的开发需要考虑如何优化活性物质的占比、粒径和形貌,以构建有效的离子传输通道,并通过梯度电极设计改善电子和离子传输性能。

固态电池正极材料的改进策略包括从电极层面减小离子传输路径的不均匀性,从颗粒层面抑制充放电过程中的体积变化,以及从纳米层面调整界面接触的稳定性。通过这些措施,可以提高固态电池的能量密度和循环性能。    

针对硫化物正极材料的开发,宜宾锂宝采用了表面包覆改进策略,通过筛选适合的包覆剂和退火处理技术,实现表面包覆的均匀性和对电解质的有效保护,从而提升电池的容量和初始效率。

         

 

欣旺达动力 梁子腾

固态电池通过将易燃的液态电解液替换为不易燃、不挥发的固态电解质,从而提高电池的安全性。在此基础上,电池的正负极材料可以迭代为更高能量密度的材料,使固态电池兼具高能量密度和高安全性。随着国家政策的支持,固态电池的产业化进程明显加快。

固态电池由于其高能量密度和高安全性,预计将率先应用于高端和新兴市场,如高端电动汽车、低空飞行器、高空基站和智能机器人等领域。这些领域对电池的成本和性能有较高的要求,固态电池的应用潜力巨大。固态电池的技术路线主要包括氧化物、硫化物和聚合物三种。氧化物具有良好的化学稳定性,但脆性强,界面阻抗大;硫化物电导率高,但稳定性差,材料成本高;聚合物在制造和成本上有优势,但能量密度不高,耐氧化性差。不同路线各有优劣,目前尚未达成共识。

固态电池在材料、电芯、工艺设备等方面面临多重挑战。材料端的固态电解质性能不均衡,正负极材料的反应和膨胀问题亟待解决。电芯层级需要克服界面接触和体积膨胀的难题。此外,工艺设备端的自动化要求高,工艺路线不确定,影响了产业化进程。

欣旺达动力在固态电池领域有八年的研发积累,计划于2025年建成固态电池生产线,2026年推出第一代固态电池。公司在半固态和全固态电池方面采取多条路线并行策略,第一代固态电池将实现400Wh/kg的能量密度,并通过多项技术突破提高安全性和降低成本。

         

 

力神电池 张进

力神公司在固态电池的研发上取得了显著进展,特别是在低碳经济和新能源汽车领域的应用。固态电池被认为是未来电池技术的重要方向,其在安全性和能量密度上的优势使其在新能源汽车和航空电池领域具有广阔的应用前景。

力神公司目前已经完成了固态电池的批量生产,推出了350Wh/kg的产品,并正在进行AR开发和送样。这表明公司在固态电池技术上已经进入了实际应用阶段,并具备了一定的市场竞争力。

l航空电池对高安全性和高能量密度的要求极高,工信部提出要实现400Wh/kg的标准。力神公司正在进行小规模验证,显示出其在航空电池领域的技术储备和研发能力。

航空电池需要满足高功率和长续航的要求,尤其是在多旋翼飞行器上的应用。力神公司正在开发能够满足这些需求的电池产品,显示出其在高端电池市场的潜力。

新能源汽车市场的快速发展对电池续航里程的要求不断提高,力神公司通过材料迭代和技术升级,已经能够提供600-1000公里续航的动力电池,满足市场对高续航的需求。

力神公司在电池技术路线上的选择主要集中在聚合物和氧化物复合路线,通过技术创新实现了高能量密度电池的开发。这种技术路线有助于提升电池的整体性能和市场竞争力。

力神公司在固态电池市场的销售额达到1140亿元,市场规模超过5000亿元,显示出其在行业中的重要地位和市场影响力。    

公司产品能够满足多项技术指标,如20V充电、150℃热稳定性等,表明其产品在技术性能上具有较强的竞争力,有助于进一步扩大市场份额。

这些要点展示了力神公司在固态电池和航空电池领域的技术进展和市场表现,显示出其在新能源领域的潜力和竞争优势。

         

 

蓝廷新能源 吴大勇

隔膜材料在固态电池中的重要性逐渐显现,特别是在国家政策推动下,固态电池产业化时间表的发布进一步加速了这一趋势。隔膜的功能化和创新机会成为研究的热点,传统隔膜的功能在固态电池中得到了延续和拓展,尤其是在电解质层面上的应用。

隔膜的制造要求极高的工艺水平、设备水平和专业知识,是材料特性与工程师创造精神的完美结合。高质量隔膜的显微结构显示出均匀的孔隙分布,这对于电池性能至关重要。中国在隔膜制造方面已达到世界领先水平,特别是在双向拉伸聚丙烯膜的生产上,展现出极高的技术水准

隔膜不仅在电池的正常运行中起到保护作用,还具备多种进阶功能,如抑制细菌生长、改善薄膜界面、固定阴离子迁移等。这些功能通过隔膜的设计和生产得以实现,并在固态电池阶段发挥广义电解质的作用。

隔膜技术的创新包括在隔膜上增加功能层,以增强电池的耐热性和抗穿刺性,特别是在半固态电池中,通过减少电解液的使用,改善离子传导界面。全固态电池的发展需要进一步的技术突破,尽管理想状态下不需要隔膜,但当前技术仍需某种形态的隔膜来支持

固态电池的关键材料包括特种基膜和固态电解质,后者分为无机和有机物质。蓝庭新能源专注于氧化物电解质的开发,特别是LLCO、镧锂钛氧和磷酸钛铝等材料,这些材料将在固态电解质中发挥重要作用。

MOF复合材料被认为是未来可能超越现有固态电解质的材料,因其特定的孔隙和结构,能够有效抑制阴离子迁移并促进锂离子产出。蓝庭新能源已量产两款MOF材料,未来可能向市场销售,显示出该材料在创新中的潜力。

         

 

博路威 董事长 沈宏伟

公司在固态电解质技术上取得了显著进展,开发出了一系列新的应用方法。通过这些技术,公司能够在不同的场合应用固态电解质,提升设备的稳压性能和经济效益。这些技术原本在其他行业中已经存在,但公司成功地将其引入到新的应用领域中。

公司成功交付了一台变压器,并且第二台订单已经在手。该技术能够实现更宽幅的应用,幅宽达到11.3米。这一技术的应用展示了公司在设备制造和技术应用上的创新能力。

公司开发的SL文件运动技术,通过优化接触面和压力分布,实现了更高效的生产能力。在无纺布行业中,公司已经将幅宽拉到商品化水平,并且车速达到300米以上,展示了设备的高效性和适用性。

SOR无极载具技术是公司的一项重要创新,能够在加压过程中通过液压或导温油调节压力,达到类似于吹气球的效果。这种技术在高温条件下的应用,特别是在造纸和无纺布行业中,展示了其广泛的适用性和高效性。

公司在无纺布和纺织品领域取得了显著的市场地位,特别是在无纺布熔喷设备的制造上,成为全球领先者。公司还在造纸行业中应用软压装技术,进一步扩展了其市场应用范围。    

在锂电池新材料领域,公司积极探索膜制品和无纺布的应用,提供压复合风险报告和审表。这表明公司在新材料领域的技术应用和市场拓展方面具有积极的战略布局。

公司成立于2004年,经过20年的发展,已经在多个领域取得了显著的技术进步。公司希望在电子领域也能取得类似的成功,并且正在积极学习行业内的先进经验。

公司在江苏江阴设有总部工厂,专注于核心辊子的加工制造,这是公司所有机器的关键组成部分。此外,公司还在华南地区成立了专门的服务公司,以更好地服务于当地客户。

         

 

圆桌论坛

Q:超威在电池领域有哪些布局和进展?

A:超威自1998年创立以来,在电池行业已有25年的经验,尤其在二轮车领域占据90%的市场份额。除了铅酸电池,超威自2014年开始量产锂离子电池,并于今年量产钠离子电池。此外,公司在储能领域进行了多方面布局,包括系统集成、BMS、PCS等,并与相关企业展开战略合作。超威在固态电池研发方面,采用单板工艺,重点关注氧化物和聚合物体系,并持续投入新技术研发。

         

 

Q:伊利科技在固态电池领域有哪些研发方向?

A:伊利科技主要针对固态电池展开研发,尤其是在正极材料方面,开发高镍三元、富磷锰镍锰酸锂等产品。此外,公司还在研究硫化锂电池及硫化物电解质,重点开发低成本硫化锂工艺和硫化固态电解质技术。

         

 

Q:固态电池的发展方向是什么?

A:固态电池被认为是未来的发展方向,目前正处于早期阶段。半固态电池已经开始应用,而全固态电池仍在研发中。未来的发展将是技术成熟度和商业化应用的时间问题。

         

 

Q:固态电池的市场前景如何?

A:固态电池市场前景广阔,目前已有约200家企业涉足该领域。随着技术的进步和商业化的推进,固态电池有望在未来实现大规模应用。

         

 

Q:公司在半固态电池的量产方面面临哪些挑战?

A:目前,我们的半固态电池技术已经在多家单位进行试用和技术交流,但尚未实现量产。明年的重点是解决量产问题,并在1到2家头部企业中验证其可行性。我们计划在2025年至2027年实现半固态电池核心材料的放量。

         

 

Q:蓝廷在电池材料方面的研发策略是什么?

A:蓝廷的研发策略主要有两条路线:一是围绕现有建筑业态体系进行改进或功能化,二是开发用于半固态和全固态电池的关键材料。我们致力于推出关键材料,因为膜等形态容易被模仿,而关键材料则是我们的核心竞争力。

         

 

Q:公司在固态电池材料的复合技术上有何创新?

A:我们希望为固态电池开发的材料能够深入到电池内部,实现更深度的混合,而不仅仅是附着在表面。这种创新有望带来更好的效果。    

         

 

Q:公司在高镍超高镍三元材料方面的进展如何?

A:公司自成立以来一直专注于高电压和高能量密度的产品,目前已经能够推向量产阶段。我们正在推进高镍超高镍三元加硅碳的方案,这被认为是半固态或混合固态电池的高可行性方案。未来,我们还计划开发超过500瓦时或450瓦时的负极锰加金属或高铁的路线。

         

 

Q:公司在正极材料领域如何实现差异化?

A:公司在正极材料领域的差异化策略主要包括针对不同使用场景进行深入的制程化分析,以满足细分市场的特定需求。我们不追求成为“六边形战士”,而是专注于解决客户的核心痛点,提供适合的产品。通过这种方式,小公司和初创公司可以在竞争激烈的市场中找到突破口。

         

 

Q:公司在固态电池领域采取了哪些合作策略?

A:在固态电池领域,公司采取了两种合作策略。首先,与头部固态电池项目的客户签订战略合作协议,以深入了解并解决客户的核心痛点。其次,成立苏州市创新联合体,整合正极、负极、电池和隔膜企业,通过深度合作和信息共享,明确各自的责任,提升整体研发效率。

         

 

Q:公司如何通过合作优化正极材料的研发过程?

A:公司通过与前驱体企业的合作,明确各自的责任,以提高研发的针对性。在固态电池的研发中,我们不再仅仅依赖现有产品进行验证,而是通过深度讨论和合作,优化烧结工艺和包覆工艺,以满足特定性能要求。这种合作方式有助于降低行业成本和内耗,提高研发效率。

         

 

Q:全固态电池和液态电池在制造设备上的主要区别是什么?

A:全固态电池与液态电池的主要区别在于化成阶段。液态电池的化成阶段是不可避免的,而全固态电池由于没有液体,可以省去这一阶段。针对全固态电池的测试设备,需要超大的压力系统和更高的电压范围。液态电池的电压一般在5伏左右,而全固态电池可以承受更高的电压,如6伏甚至10伏。此外,全固态电池的传输机制不同,对电流检测的精度要求更高,因此需要专门的设备开发。

         

 

Q:在固态电池检测设备中,电流精度是如何提高的?

A:固态电池检测设备的电流精度通过分档确定精度来提高。目前主要在实验室级别进行,精度和稳定性都得到了提升。对于大电流的检测,设备的电流范围会更大,以确保精度。虽然设备是按照液态电池的要求开发的,但仍在不断调整以适应固态电池的特殊需求。

         

 

Q:干法电极的配方和工艺哪个更重要?

A:在干法电极的生产中,配方和工艺同样重要。首先,配方需要保证在干法电极过程中能够均匀连续地成膜,并实现高活性物质的占比,降低PTFE剂的含量。工艺方面,需要确保均匀性和成膜速度,然后再进行配方的改良,以实现更好的内阻循环和能量密度。

         

 

Q:电池企业在干法电极的开发中应该如何定位?    

A:电池企业在干法电极的开发中,需要优化配方并对设备企业提出工艺要求,同时也要参与设备的改进和参数调整。不同材料对设备的要求不同,因此需要联合开发。产业链上下游,包括材料和设备方,都需要协同发展,密切配合,共同完成干法电极的生产。

         

 

Q:为什么在可穿戴设备中使用小容量的固态电池?固态电池在小电池中有哪些优异性能?

A:在可穿戴设备中使用小容量的固态电池是因为其体积利用率高,并且能够提供更高的能量密度。我们的产品通过引入硅碳体系,提高了能量密度。例如,蓝牙耳机的续航时间可以从3-5小时延长到7-9小时。此外,对于需要更长续航时间的应用,如同声传译设备,我们的产品也能很好地满足需求。

         

 

Q:可穿戴设备的材料体系中,电解质是否有变化?

A:是的,电解质体系会有一些变化。我们在电解质中引入了新的添加剂和聚合物,以配合国际材料的应用。这些变化旨在提高电池性能和适应不同的应用需求。

         

 

Q:未来固态电池体系中,电解质膜或隔膜是否会成为独立的供应环节?

A:固态电解质膜必须独立成为一个供应环节。为了在市场中保持竞争力,我们需要创造出自身存在的必要性,确保我们的技术和产品不被其他制造企业完全掌握。这样,我们才能在市场中持续存在并发展。

         

 

Q:未来固态电池的供应链将如何发展?

A:未来固态电池的供应链将更加专业化,涉及多种材料和技术的整合。固态电解质可能会成为一个材料体系,而不是单一材料。企业需要在正极材料、粘结剂和设备上进行深度合作开发。固态电解质膜的制造和应用需要考虑工艺和材料的稳定性,特别是在运输过程中的保护措施。

         

 

Q:固态电池的生产模式将如何演变?

A:固态电池的生产模式可能会向合资企业模式发展,强调上下游企业的深度合作。关键技术难点需要产业链共同解决。未来可能存在多种隔离层形式,如延续现有的正极负极结构,或采用多层涂布结构。最终的生产形式将取决于性能和经济性。

         

 

Q:固态电池的后端投资和生产周期将如何变化?

A:固态电池的后端投资预计会大幅减少,生产周期也将缩短。虽然半固态体系在流程上没有显著改变,但去掉注液和化成步骤后,时间和部分投资成本会有所节约。然而,材料成本和电耗仍是需要解决的问题,整体设备投资可能会稍微减少。

         

 

Q:半固态体系在设备投资和电耗上有什么变化?

A:半固态体系在设备投资上可能会稍微减少,因为去掉了注液和化成步骤,但分容过程仍然存在,电耗并未显著降低。材料成本未下降的情况下,设备投资的减少有限。

         

 

Q:固态电池的经济性如何影响其发展?

A:固态电池的发展需要先解决技术可行性,然后再考虑经济性。最终的技术形式将取决于性能满足的情况下,谁的经济性更好。