大路貨就不聊了沒(méi)啥意思 , 比如正負(fù)極材料的路線和優(yōu)缺點(diǎn)之類(lèi)的 。
投資意義上的固態(tài)電池和產(chǎn)業(yè)意義上的固態(tài)電池其實(shí)并不一樣 , 投資意義上的固態(tài)電池通常是指半固態(tài)電池 , 以及對(duì)全固態(tài)電池的美好憧憬 。 產(chǎn)業(yè)意義上的固態(tài)電池就是全固態(tài)電池 , 當(dāng)然現(xiàn)實(shí)中產(chǎn)業(yè)上也是各種word play , 略過(guò)不提 。
全固態(tài)電池現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室確實(shí)能做出來(lái) , 但是小規(guī)模軟包還做不到 , 寧德的進(jìn)度最領(lǐng)先 , 因?yàn)樗X(qián)最多 。 材料學(xué)要么天降猛人要么用錢(qián)開(kāi)路 , 而現(xiàn)在沒(méi)有猛人能解決固-固界面的接觸問(wèn)題 , 所以各種方案都燒錢(qián)的寧德最領(lǐng)先 , 但這種領(lǐng)先個(gè)人認(rèn)為沒(méi)什么意義 , 屬于五十步笑百步 。
在討論為什么全固態(tài)電池難做之前 , 先討論為什么目前幾種路線大廠都在集中資源攻關(guān)硫化物 , 作為電解質(zhì) , 高電導(dǎo)率和高電化學(xué)窗口是首要設(shè)計(jì)目標(biāo) , 幾種電解質(zhì)路線里面只有硫化物是同時(shí)滿足這兩個(gè)條件的 , 因此就算空氣穩(wěn)定性差工程難度高 , 也只能把它作為首選 , 因?yàn)槠渌穆肪€就算做出來(lái)也沒(méi)什么顯著優(yōu)勢(shì) 。
而全固態(tài)電池之所以難做 , 不只是工程問(wèn)題 , 也是科學(xué)問(wèn)題 , 制備固態(tài)電解質(zhì)用cvd可以制備出純度很高的硫化鋰 , 正極用高鎳三元沒(méi)問(wèn)題 , 負(fù)極用硅碳也沒(méi)問(wèn)題 , 材料都是能做出來(lái)的 , 氣密性什么的都可以保證 , 這些都不難 。 難的其實(shí)是如何讓離子在正負(fù)極材料之間移動(dòng) 。 這件事情在液態(tài)電池里面就很容易解決 , 因?yàn)橐后w的分子排布遠(yuǎn)不如固體緊密 , 所以在電場(chǎng)作用下很容易突破范德華力 。 全固態(tài)電池里面幾乎沒(méi)有液態(tài)電解質(zhì) , 相當(dāng)于把兩個(gè)固體 ( 非金屬單質(zhì)及合金 ) 壓在一塊讓他們強(qiáng)行傳遞離子 , 就需要很大的壓力去把材料壓在一塊 , 制備壓力不難 , 運(yùn)行壓力如何保證這是一件非常困難的事情 , 并且就算能保證運(yùn)行壓力 , 也還是會(huì)有一些無(wú)法回避的問(wèn)題 , 拆解開(kāi)來(lái)主要會(huì)引發(fā)電化學(xué)層面和物理層面的問(wèn)題 。
電化學(xué)層面 , 穩(wěn)定窗口個(gè)人認(rèn)為影響不大 , 找到一種硫化物電解質(zhì)去達(dá)到高電化學(xué)窗口問(wèn)題不大 , 比如LGPS這種構(gòu)型 。 在超強(qiáng)壓力下固-固接觸面出現(xiàn)元素?cái)U(kuò)散算是一個(gè)硬傷 , 因?yàn)榛旌蠈?dǎo)電界面會(huì)增加內(nèi)阻 , 隨著擴(kuò)散程度加劇最終會(huì)影響循環(huán)壽命 。 另一個(gè)是界面反應(yīng)后 , 兩個(gè)界面的電勢(shì)不一樣 , 這會(huì)導(dǎo)致鋰離子向低電勢(shì)轉(zhuǎn)移 , 從而在界面處形成的鋰離子積累/耗盡的空間區(qū) , 這會(huì)導(dǎo)致大的電荷梯度場(chǎng) , 極大限制了界面處的鋰離子傳輸速率 。
物理層面 , 除了上文提到的需要大壓力 , 像硫化物這種無(wú)機(jī)離子晶體的力學(xué)特性就是硬度高 、 彈性模量高 , 無(wú)延展性 。 充放電過(guò)程中正負(fù)極材料的體積隨著離子遷移是會(huì)發(fā)生變化的 , 考慮到無(wú)機(jī)離子晶體的力學(xué)特性 , 隨著充放電很容易會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力堆積 , 進(jìn)而造成固-固接觸面的間隙 , 這也會(huì)影響離子傳輸效率和循環(huán)壽命 。
而且不要以為固態(tài)電解質(zhì)就不會(huì)產(chǎn)生鋰枝晶了 , 那是理想狀況 , 現(xiàn)實(shí)還是會(huì)有 , 只不過(guò)固體彈性模量高 , 對(duì)鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制作用明顯。
- 市場(chǎng)容量
:根據(jù) GGII 和中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2024 年中國(guó)固態(tài)電池出貨量約 7GWh,預(yù)計(jì) 2027 年中國(guó)固態(tài)電池出貨量將達(dá)到 18GWh,2028 年達(dá)到 30GWh。另外,根據(jù) EVTank 預(yù)測(cè),2030 年全球固態(tài)電池出貨量將達(dá)到 614.1GWh,市場(chǎng)規(guī)模超 2500 億元。
- 概念股
- 寧德時(shí)代(300750.SZ)
:全球動(dòng)力電池龍頭,技術(shù)路線為聚合物 + 硫化物全固態(tài)電池,2024 年發(fā)布凝聚態(tài)電池,能量密度 500Wh/kg,與寶馬、蔚來(lái)等車(chē)企合作開(kāi)發(fā)固態(tài)電池車(chē)型,全固態(tài)電池預(yù)計(jì) 2030 年前量產(chǎn)。
- 贛鋒鋰業(yè)(002460.SZ)
:國(guó)內(nèi)半固態(tài)電池商業(yè)化先鋒,技術(shù)路線為氧化物半固態(tài)電池,已量產(chǎn)裝車(chē)東風(fēng) E70,2025 年產(chǎn)能規(guī)劃 10GWh,鋰資源自給率高,與賽力斯、嵐圖等車(chē)企有訂單合作。
- 比亞迪(002594.SZ)
:自研固態(tài)電池用于高端車(chē)型,如仰望 U8 后續(xù)車(chē)型,技術(shù)路線為磷酸鐵鋰 + 固態(tài)電解質(zhì),專利布局超 200 項(xiàng),憑借垂直整合優(yōu)勢(shì),固態(tài)電池或率先在高端品牌落地。
- 億緯鋰能(300014.SZ)
:固態(tài)電池研發(fā)聚焦聚合物電解質(zhì)路線,2025 年 9 月 4 日,其固態(tài)電池研究院成都量產(chǎn)基地正式揭牌,“龍泉二號(hào)” 全固態(tài)電池同步下線,主要面向人形機(jī)器人、低空飛行器以及 AI 等高端裝備應(yīng)用領(lǐng)域。
- 當(dāng)升科技(300073.SZ)
:全球高端正極材料龍頭,技術(shù)路線為高鎳正極 + 固態(tài)電解質(zhì)涂層,供貨 SK On、三星 SDI 等,固態(tài)電池材料市占率超 30%。
- 上海洗霸(603200.SH)
:與中科院合作,掌握硫化物量產(chǎn)技術(shù),是國(guó)內(nèi)少數(shù)掌握該技術(shù)的企業(yè),若電解質(zhì)材料通過(guò)寧德時(shí)代或比亞迪認(rèn)證,發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>
- 天際股份(002759.SZ)
:公司主營(yíng)六氟磷酸鋰,產(chǎn)能穩(wěn)居行業(yè)前三,控股子公司江蘇泰瑞聯(lián)騰已獲硫化鋰制備專利,硫化鋰為硫化物固態(tài)電池電解質(zhì)關(guān)鍵原料,產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)中。
- 金龍羽(002882.SZ)
:公司半固態(tài)電池性能已滿足國(guó)標(biāo)要求并通過(guò)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的安全測(cè)試,近期獲得無(wú)人機(jī)用高能量密度固態(tài)電芯采購(gòu)訂單,技術(shù)路線為氧化物 / 聚合物電解質(zhì),小試線已投產(chǎn)。
- 恩捷股份(002812.SZ)
:隔膜龍頭轉(zhuǎn)型固態(tài)電解質(zhì)膜研發(fā),技術(shù)適配氧化物與聚合物路線,現(xiàn)有產(chǎn)線可部分兼容半固態(tài)電池需求,降低轉(zhuǎn)型成本,且 10 噸級(jí)硫化物固態(tài)電解質(zhì)已經(jīng)建成,具備供貨能力。
- 雪天鹽業(yè)(600929.SH)
:公司已布局多類(lèi)產(chǎn)品,其中高電壓正極材料是固態(tài)電池關(guān)鍵材料,相關(guān)產(chǎn)品已研發(fā)完成,即將進(jìn)入批量生產(chǎn),公司計(jì)劃借助固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化風(fēng)口快速擴(kuò)產(chǎn)。
- 寧德時(shí)代(300750.SZ)
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