自动化，天然气，电力，太阳能光伏行业资讯更多
热点聚焦|固态电池是何方神圣？
| 分享： |
要想了解固态电池，我们就先了解一下现在新能源车的液态电解质锂电池到底是怎么工作的？
锂电池工作原理？
液态电解质锂电池 = 正极+负极+两个电极之间的绝缘隔膜+电池内部有可以让锂离子在其中自由移动的电解液
正极构造：LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 (PVDF) + 集流体（铝箔）
负极构造：石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结剂 (SBR) + 集流体（铜箔）；可以理解为是层状结构的石墨也就是一种能够接纳锂离子的材料。
绝缘隔膜：其实就是守门员，只让锂离子穿过。
电解液：其实就是类似人类的血液，方便锂离子流动。
电池的工作原理是将化学能转化为电能。
当外界给电池充电时，外部电源施加电压，电池的正极是输入电流的，为保持平衡，所以正极上的锂化合物向外电路放出电子和向电路放出锂离子，发生氧化反应；而负极活性物质发生还原反应，吸收电子。失去电子的锂离子会被负极的电子吸引，从正极出发，穿过隔膜，达到负极板的层状石墨，并被储存下来，形成了电能完成了充电。
当放电时，电子通过外部电路回到正极，锂离子从内电路回到正极。负极板的锂离子回到正极的路径就是通过电解液穿过隔膜，在负极板堆积的电子经过外围电路形成稳定的电流，经过电动机后回到正极板。在电磁感应下，释放电能，电能转换为机械能，电动机的转动让汽车行驶。
由此可见，一个电池里面的锂离子数量决定了这个电池的续航能力。
现在有很多朋友都换了电车，想必也是对新能源车最大的两个缺点并不陌生。
1.安全问题
比如在充电和放电过程中，电池内部的锂离子会在正负极之间移动，如果电池内部的压力过大，就可能导致电池爆炸，此外，液态锂离子电池在高温环境下的稳定性也存在问题，高温会导致电池内部的化学反应加速，从而增加电池爆炸的风险。
2. 电池续航问题
浅聊一下续航越来越差的现象是怎么导致的。
其实就是液态电解液的副作用。液态电解质与负极材料发生反应生成SEI层（Solid Electrolyte Interphase/固体电解质界面膜）。在电池运行过程中，SEI层起着至关重要的作用。它就像一个守护者，允许锂离子自由进出阳极。然而，SEI层的形成需要消耗一定的锂，导致锂电池容量的损失，在形成过程中也有可能产生一定的副作用，导致电池的内阻增加从而降低电池性能和寿命。
于是就有了半固态电池，固态电池的技术改进上面的不足。
在材料上，固态电池与液态电池的正极材料体系基本相同，同时由于固态电解质拥有高电化学窗口，可兼容更高电压的正极材料，如高镍层状氧化物、富锂锰基、高电压镍锰尖晶石型等；负极可以兼容现有材料体系，也能逐步衍变到克容量更高的硅基负极以及金属锂；隔膜是液态电池的必备材料，可以隔绝正负极材料，防止电池短路，当前在半固态锂电池体系下仍存在，但全固态时代下将被逐步替代。
固态电池 v.s. 液态电池
理想情况下：
1. 固态电解质的离子传导率比液态电解质更高，可以导致充电快。2. 固态电解质和电极之间的界面稳定性更好，生成SEI膜的可能性小，所以固态电池充放电循环寿命次数多。 3. 固态电解质的温度适应性好，能够应对极寒天气。4. 更高的能量密度从而续航高。当电压超过4V 时传统有机电解液开始分解，很难提高电池电压上限，而固态电解质与电极材料的界面反应时几乎不存在固态电解质分解的副反应，能承受更高的电压（5V），因此可以在固态电池中使用具有较高电压平台的正极材料，通过提升工作电压以获得更高的能量密度。更高的能量密度给了固态电池很多应用的想象空间，就像我们之前聊到的几篇文章里写的一样，更高的电池能量密度有望应用到AI手机，飞行汽车等。
同时，现有正极材料体系可继续沿用。
固态电池目前瓶颈
固态电池的普及应用需要克服技术、成本等多方面的挑战，因此具体的普及时间可能会受到多种因素的影响。
材料成本高：固态电池采用的电解质材料和电极材料的成本比液态电池高。 生产工艺复杂：固态电池的生产工艺比液态电池复杂，需要更高的技术水平和更多的设备投资。
产业链
上游材料：固态电解质、正负极材料、隔膜| 正极（高镍/富锂锰基等） | 容百科技、当升科技、华友钴业、长远锂科、振华新材、贝特瑞、丰元股份、珠海冠宇 |
| 负极（硅基负极、锂金属） | 贝特瑞、璞泰来、杉杉股份、中科电气、胜华新材、天齐锂业、赣锋锂业、翔丰华（与清陶能源战略合作） |
| 固态电解质 | 当升科技、厦钨新能、奥克股份、瑞泰新材、金龙羽、赣锋锂业、天赐材料、三祥新材 |
| 固态电解质材料 | 有研新材（还未批量销售）、联泓新科、中国宝安、东方锆业、新宙邦 |
| 铝塑膜 | 道明光学、华达新材、紫江企业、新纶新材 |
| 导电剂 | 黑猫股份 |
中游制造：固态电池的生产制造
| 电池企业 | 进展 | 供应商 |
| 赣锋锂业 | 规划建成国内最大的固态电池生产基地 | 当升科技 |
| 滨江集团（辉能科技） | 2022年1月获得奔驰投资、并签订技术合作协议共同开发固态电池，2022年7月Vinfast投资公司、且约定2024年开始采购固态电池，2022年与ACC签署协议合作开发固态电池，2024年开始批量交付半固态电池 | 当升科技 |
| 卫蓝新能源 | 2023年6月量产半固态电池交付给蔚来，2023年10月与三峡共同研制的固态电池储能系统实现示范应用 | 容百科技、当升科技、恩捷股份 |
| 清陶能源 | 2024年上半年量产半固态电池搭载于上汽智己新车型中，2025年预计在上汽实现固态电池车型十万辆规模销售 | 当升科技、翔丰华、利元亨、科森科技 |
| 孚能科技 | 2021年量产第一代半固态电池产品，2022年开始量产交付 | |
| 国轩高科 | 2023年半固态批量交付，预计2025年后可以生产出高密度的固态电池 | |
| 宁德时代 | 2023年4月发布凝聚态电池，同时有全固态专利布局，能量密度超500Wh/kg | |
| 金龙羽 | 固态电池及其关键材料相关技术仍处于研发阶段。已完成半固态电池的生产工艺和材料导入研发，目前各项性能在内部测试，大部分内测性能已达到国标要求 | |
| 北汽蓝谷 | 开展了固态电池的技术预研开发工作，目前已经进行了C样件的开发，循环寿命测试效果良好。除此之外，公司还开展了高能量密度标准化电池模组的设计开发工作 | |
| 东驰能源 | 2024年1月与冠盛股份成立合资公司冠盛东驰，注册资本5亿元，3月拟逾10亿元投建半固态电池项目，达产后年产量约210万支。 | |
| 红豆股份 | ||
| 科森股份 | 清陶能源占比不足1% | |
| 众源新材 | 半固态电池 | |
| 万向钱潮 | 最早布局固态电池 | |
| 天齐锂业 | 有5%卫蓝新能源的股权 |
下游应用：新能源车、消费电子、储能等
| 车企 | 电池类型 | 电池供应商 |
| 东风汽车 | 半固态 | 赣锋锂业 |
| 东风岚图 | 半固态 | 孚能科技 |
| 蔚来 | 半固态 | 卫蓝新能源 |
| 赛力斯 | 半固态 | 赣锋锂业 |
总结 电池的技术迭代来源于电池容量和能量密度的需求，电解液的技术改革促进了固态电池产业链的发展，对固态电池产业链的核心变化在上游电解质和负极材料。建议关注固态电解质研发及产业化进程较为领先的企业；此外，还可以关注正负极电池材料的升级；最后，在电池环节，建议关注产能布局领先、有望率先实现规模化生产的固态电池企业。
来源：固态电池SSB
『文章及图片来源于网络，版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除。』
编辑：史海疆
责编：朱金凤
审核：常海波
国家发改委、国家能源局联合发布：建设提供光伏发电、储能、充电一体化的充电基础设施
国家发改委“82条”扩内需：加快建设沙戈荒大型风电、光伏基地
节能增效是工业领域降本减排的优选途径
我国光伏产业发展形势与未来展望
速看！中国大学电气工程及自动化专业新排名！
先看视频吧
觉得不错，请关注、点赞、转发
电气时代全媒体平台
电气时代公众号
展会咨询13248139830
微信小程序
扫码进入小程序
微信公众号
扫码进入公众号
- 客服
- 电话
服务热线
- 扫一扫
 |
 |
 |
 |
世展网公众号 |
微信小程序 |
销售客服 |
门票客服 |
- TOP
