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國(guó)內(nèi)電池廠商多專注于氧化物及硫化物等復(fù)合電解質(zhì)路線,致力于解決成本以及電解質(zhì)與兩級(jí)材料的穩(wěn)定性。 國(guó)外廠商則主要集中于硫化物以及鹵化物方面的固態(tài)電池研發(fā)方向,對(duì)于電池安全性以及固態(tài)電池的可量產(chǎn)化能力較為關(guān)注。 復(fù)合電解質(zhì)全固態(tài)路線制備過(guò)程較為復(fù)雜,電芯制造成本較高;硫化物全固態(tài)路線電導(dǎo)率和能量密度性能突出,材料成本較高;氧化物全固態(tài)路線制造成本和材料成本居中。 氧化物+聚合物電解質(zhì)代表公司:衛(wèi)藍(lán)新能源 氧化物+聚合物技術(shù)方案解決固-固解決問題 ? 技術(shù)層面,衛(wèi)藍(lán)聚焦氧化物技術(shù)路線研發(fā)固態(tài)電池。根據(jù)目前衛(wèi)藍(lán)技術(shù)方案,研發(fā)團(tuán)隊(duì)決定采用超薄納米級(jí)氧化物電解質(zhì)層幫助形成鋰離子傳輸通道,同時(shí)考慮到負(fù)極使用金屬鋰材料會(huì)與氧化物電解質(zhì)產(chǎn)生較大的界面接觸問題,衛(wèi)藍(lán)提出基于原位固態(tài)技術(shù)在負(fù)極表面形成聚合物電解質(zhì)來(lái)填充氧化物電解質(zhì)的空隙的方法,從而達(dá)到減少界面內(nèi)阻,改善電池安全與循環(huán)壽命。 ? 衛(wèi)藍(lán)產(chǎn)品應(yīng)用覆蓋新能源車船、規(guī)模儲(chǔ)能以及低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域,目前量產(chǎn)產(chǎn)品均為混合固液電池,使用電解質(zhì)成分為L(zhǎng)ATP(磷酸鈦鋁鋰)。根據(jù)規(guī)劃,公司計(jì)劃在2027年以前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn),并于2030年將全固態(tài)電池做到更低成本。 硫化物電解質(zhì)代表公司:日本豐田較早重視固態(tài)電池研發(fā)。豐田早在2006年就開始了固態(tài)電池基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā);2012年,豐田開始宣傳在固態(tài)電池領(lǐng)域取得的研究成果;2017年,豐田和松下達(dá)成共識(shí),將共同研發(fā)車載方型固態(tài)電池;2023年10月,該公司宣布與出光興產(chǎn)公司建立業(yè)務(wù)合作伙伴關(guān)系,研發(fā)硫化物電解質(zhì)。 ? 目標(biāo)27-28年量產(chǎn)固態(tài)電池。目前豐田計(jì)劃于2027年在日本運(yùn)營(yíng)一家固體電解質(zhì)試點(diǎn)工廠,并通過(guò)將其安裝在將于2027年至2028年推出的電動(dòng)汽車上,來(lái)實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化。 氧化物電解質(zhì)代表公司:Quantum Scape ? 第一代固態(tài)電池產(chǎn)品A0Prototype主要使用氧化物及部分電解液,研發(fā)主要聚焦提高電池的能量密度、實(shí)現(xiàn)快速充電以及改善低溫性能等方面。 ? QSE-5 B樣品開始小批量生產(chǎn), 首批B樣品電池已開始運(yùn)送給汽車客戶進(jìn)行測(cè)試;此外,QS的固態(tài)電解質(zhì)分離器通過(guò)其獨(dú)特的設(shè)計(jì)減少了傳統(tǒng)鋰離子電池制造過(guò)程中的一些步驟,進(jìn)一步降低制造成本,增加了生產(chǎn)效率。 ? QSE-5固態(tài)電池產(chǎn)品將在25年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化并批量生產(chǎn)。 硫化物&聚合物電解質(zhì):LG Energy Solution ? LG推遲原定于2026年前實(shí)現(xiàn)聚合物基固態(tài)電池商業(yè)化目標(biāo),專注研發(fā)安全性更高的硫化物類固態(tài)電池產(chǎn)品。在2024年7月的SNE電池日會(huì)議上,據(jù)LG副總裁 Jeong Geun-chang介紹,公司未來(lái)硫化物固態(tài)電池產(chǎn)品將應(yīng)用于高性能,如高性能電動(dòng)車和船只等領(lǐng)域。LG預(yù)計(jì)將于2030年前實(shí)現(xiàn)硫化物的全固態(tài)電池研發(fā),并將采用高離子導(dǎo)電率的硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料。 ? 從美國(guó)專利來(lái)看,LG近期更多地針對(duì)鋰枝晶化所造成的安全性問題設(shè)計(jì)了相關(guān)電解質(zhì)膜解決方案,通過(guò)將涂覆有抑制鋰枝晶生長(zhǎng)的材料的多孔狀材料嵌入固態(tài)電解質(zhì)中以強(qiáng)化其物理強(qiáng)度,從而改善電池的安全性和性能;硫化物方面,為解決硫化物的耐水性以及生產(chǎn)時(shí)的壓力制造問題,公司正設(shè)計(jì)研發(fā)新型的固態(tài)電解質(zhì)材料。 復(fù)合物電解質(zhì):清陶能源 ? 清陶能源采用有機(jī)+無(wú)機(jī)復(fù)合電解質(zhì)技術(shù)路線進(jìn)行固態(tài)電池研發(fā)。產(chǎn)業(yè)化路線上,清陶計(jì)劃半固態(tài)-準(zhǔn)固態(tài)-全固態(tài)的電池發(fā)展路徑,以逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上游材料的升級(jí)、固態(tài)電池的降本以及電導(dǎo)率的提升 ? 目前清陶第一代半固態(tài)電池成功量產(chǎn)并搭載于智己L6光年版。該產(chǎn)品固態(tài)電解質(zhì)選用NaSICON型LATP氧化物,并采用干法成型工藝提高電解質(zhì)層致密性。該電解質(zhì)層以無(wú)機(jī)涂層為主,因此受熱的時(shí)候電解質(zhì)層不會(huì)收縮,減少了內(nèi)部短路的可能,同時(shí)它具有對(duì)化學(xué)反應(yīng)的隔絕作用。該產(chǎn)品70%的工藝和液態(tài)電池相似,導(dǎo)致固態(tài)電解質(zhì)無(wú)法完全解決固固接觸的界面問題以及材料之間的完全致密,因此第一代產(chǎn)品中包含了溶解了鋰鹽的有機(jī)溶劑來(lái)進(jìn)行一定改善