依據電解質分類﹐鋰電池可分為液態、固態,其中固態電池可分為半固態、準固態和全固態。
與液態電池相比,固態電池:
1、續航高,能量密度可以達到傳統鋰電池兩倍左右;
2、重量輕;
3、安全性更高,固態電解質不可燃、不揮發、不腐蝕、不漏液,高溫下不會起火;
4、壽命長,固態電池在理想狀態下,充電循環次數可達45000次左右。
中泰證券認為全固態電池商業化尚早。全固態電池在技術、工藝和成本上均存在一系列難題,技術指標在實驗室條件下扔處于不穩定狀態,距離商業化尚早。
1、技術
全固態電池目前在循環壽命、快充性能、界面阻抗上尚不達標。循環壽命上看,目前很多實驗室產品循環次數只有300-500次,QUANTUM SCAPE產品的循環次數也只有800次; 由于固體電解質的離子導電率較低,全固態電池目前無法實現快充;由于電解質是固態的,且正負極充放電過程中體積變化率高達10%+,界面阻抗問題難以解決。
2、加工工藝難度大
硫化物固態電解質對生產環境要求苛刻、需隔絕水和氧氣,加工工藝和大規模量產技術尚未解決。
3、生產成本高
固態電池生產成本多為生產過程成本。根據國際新能源網,與鋰離子電池(過程成本僅為 20-30%)相比,固態電池生產過程成本占比超50%;銀碳層大規模生產所需的貴金屬納米銀成本較高。
4、全球進展
總體還處于試制階段。國際上看,日本車企技術規劃及應用進度較快,其中豐田已經對外展示了處于試制階段的固態電池樣品。中國企業大多仍處于規劃布局階段。國內上看,部分中國車企發布了明確應用固態電池的規劃,但占比較小。與傳統車企相比﹐以蔚來為代表的中國新興造車勢力,在固態電池的布局上則上更為積極。
半固態電池鋰和碳納米管用量增加
ET7將要搭載的150度電池包為半固態電池。中泰證券認為,由于半固態電池仍有液態電解液﹐無固固界面阻抗問題,因而快充、膨脹等技術問題都可以解決。只要固態電解質的量產工藝和成本問題解決,半固態商業化或加速。
半固態電池配方基本沿襲現有材料體系,鋰和碳納米管等用量會增加:
1、正極
超高鎳,基本沿襲現有正極材料體系;
2、負極
硅碳負極需要預鋰化補鋰,根據amprius數據,預鋰化需要補鋰約35%。另外,因硅導電性不足﹐還需添加碳納米管。
3、電解液
固液電解質+原位聚合技術,主要用來提高安全性、抑制硅碳負極膨脹。電解質還是液態那些成分(溶劑+6F+添加劑),原位聚合是種工藝技術,通過原位聚合形成的凝膠聚合物將液體目定在想要的位置,電解液和聚合物單體先進入正負電極表面及里面顆粒上進行聚合,膨脹的時候有凝膠強度,這樣可以抑制硅負極和高鎳正極膨脹。
4、隔膜
仍然需要,但涂覆技術可能會有變化。
中泰證券認為未來幾年,ET7等優質供給不斷加速推向市場,全球電動化加速。汽車行業面臨著百年變局,國內供應鏈有望在這一輪電動和智能化浪潮中全面崛起,重點配置具備全球競爭力的核心資產。另外,市場擔憂的全固態電池距離商業化尚早,而半固態電池基本沿襲現有材料體系,且對鋰、硅碳負極和碳納米管的需求會增加。
(中國粉體網編輯整理/星屑)
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