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硫化物電解質:固态電池終極技術路線,龍頭廠商梳理

作者:樂晴行業觀察

固态電池為锂電池産業發展的重要技術路線,産業鍊包括上遊各類原材料,中遊為正負極、固态電解質等關鍵材料及制造環節,下遊是消費、動力和儲能等各種領域的應用場景。

固态電池的技術的核心是固态電解質,可以同時作為電池的隔膜和電池的電解質。

硫化物電解質:固态電池終極技術路線,龍頭廠商梳理

電解質的核心作用是在正負極之間傳輸Li+的作用,理想的固态電解質需要滿足離子電導率高、界面阻抗低、結構穩定安全性高和價格低廉等特點。

根據固态電解質的不同,目前固态電池主要分為聚合物、氧化物、硫化物三種技術路線。

其中,聚合物電解質屬于有機電解質,氧化物電解質和硫化物電解質屬于無機電解質。

聚合物的主要優點有柔韌性高以及可加工性高,具備低成本規模生産的可能,率先實作了商業應用,但是常溫電導率低限制了其發展空間。聚合物固态電解質适用于可穿戴裝置等應用的固态電池;而氧化物電導率适中且穩定性好,是以受到國内企業的青睐。

硫化物固态電解質的電導率最高,延展性更好,被認為是最具發展潛力的固态電解質,有望成為全固态電池的最終路線。

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固态電池技術路線圖:

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硫化物電解質行業概覽

硫化物電解質的室溫電導率接近液态電解質,具有适中的硬度和優良的界面實體接觸,近年來備受關注。目前主流研究的硫化物電解質主要有三類:玻璃陶瓷态電解質、硫代锂快離子導體、硫銀鍺礦型。

但是硫化物電解質也存在一些問題,在化學穩定性和環境穩定性上表現不佳,一旦遇到水,就容易發生反應,生成有毒的硫化氫氣體。這也增加了開發難度,且對生産環境有着極高的要求,因而也導緻了量産成本居高不下。此外硫化锂前驅體的高昂價格,也在短期内制約了其商業化的可能性。

硫化物電解質的發展曆程:

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硫化物電解質産業格局

從全球硫化物電解質産業布局來看,日本在硫化物電解質技術研發方面起步較早,日本廠商豐田、日産、本田和松下等廠商者将硫化物固态電池作為研發的重心。南韓在研發政策上更為全面,不僅重視硫化物技術的研究,也在氧化物和聚合物體系上有所積累和 探索。

大陸大多數企業選擇的是氧化物技術路線,代表廠商中衛藍新能源、清陶能源、贛鋒锂業、輝能科技、力神電池包括山東金啟航等,都以氧化物材料為基礎的固液混合技術上投入了大量研發。不過大陸在硫化物技術路線上也有所布局,以恩力動力、中科固能和高能時代等為代表的廠商主攻這一線路。

政策層面來看,近年來大陸政府對固态電池的發展給予了大力支援。據中國日報近期報道,國内預計将投入約60億元用于推動全固态電池的研發工作,甯德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍和吉利等六家領軍企業有望獲得政府的基礎研發資金支援。該項目由政府相關部門牽頭,通過嚴格篩選後,細分為七大項目全面覆寫硫化物和聚合物等技術路線。

整體來看,國内龍頭廠商如甯德時代、清陶能源、衛藍新能源、贛鋒锂業和國軒高科等,在半固态電池産業化方面率先取得進展。甯德時代、欣旺達和國軒高科等廠商也已公開其全固态電池的量産時間表,固态電池技術有望邁入大規模商業化的新階段。#固态電池##锂電池##新能源車##财經##科技#

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結語

整體而言,固态電池具有高能量密度、可靠的安全性能和廣泛的工作溫度範圍等多重優勢。未來固态電池的發展方向将聚焦于降低合成成本,并通過多元素摻雜政策來進一步提升其性能。電解質方面來看,固态電池的發展路徑有望從液态電解質逐漸過渡到固液混合電解質,最終邁向全固态電解質,在此背景下硫化物技術路線有望迎來高速發展機遇。

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