固态电池

固态电池与现今普遍使用的锂电池不同的是:固态电池使用固体电极和固体电解质。固态电池的核心是固态电解质,主要分为三种:聚合物、氧化物与硫物。与传统锂电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。

聚合物、氧化物和硫化物三种主流技术路线各有其特点

聚合物路线:PEO 固态聚合物、聚碳酸酯体系、聚丸氧基体系与聚合物锂单离子导体基体系,其主要提升空间在混合多种材料、更新材料等方式发展。

氧化物路线主要包含薄膜型,非薄膜型,主要发展方向是参杂同种异价元素。

硫化物主要分为 Thio-LiSIN 型、LiGPS 型与 Li-aegyrodite 型。

当前,氧化物固态电解质在产业化应用和量产节点上,都走在最前,典型的氧化物固态电解质:

石榴石型(LLZO)的优点是具有较宽的电化学稳定性窗口,在锂金属阳极存在下的化学稳定性强,热稳定性亦是最高。缺点是镧 源相对受限,同时超过1000°C的烧结温度造成较高的成本;

NASICON型(LATP 钠超离子导体)电解质制备工艺简单,易于加工处理,空气稳定强。但对锂金属阳极呈现化学不稳定性。

几家电池厂商技术路线:

  • 清陶能源现有技术路线是氧化物体系,未来研发聚焦于聚合物与硫化物体系,2020 年已经建成了全国首条固态动力电池规模化生产线;

  • 卫蓝新能源专注于无机氧化物与聚合物固态电解质的研发,有三十年的技术积累优势,厚积薄发;

  • 赣锋锂电走氧化物厚膜路线,与孚能科技均已经建成了中试生产线;

  • 蜂巢能源的半固态果冻电池已经投产;

  • 相较于研发半固态电池,宁德时代偏向于硫化物电解质的开发,同时专注于通过电池结构改性提高性能。

概念股
电解液
铝塑膜
公司铝塑膜规划产能是1.2亿平方米
固液混合电解质
控股子公司(国泰华荣)开发了固液混合电解质:针对聚合物电解质室温下存在离子电导率偏低、与正负极界面接触较差,阻抗大的问题,将液态或凝胶态电解质加入聚合物骨架中,形成固液混合电解质,制备室温离子电导率高的复合型固态电解质。
氧化物固态电解质
以复旦大学赵东元院士团队、中科院上海硅酸盐研究所张涛研究员团队原创性科研成果为基础,尝试建设试产线:吨到十吨级/年固态锂离子电池粉体材料。
金龙羽 002882
氧化物
重庆大学 李新禄教授团队,2021年8月与重庆锦添翼签订协议,五年内投入不超过三亿元,在重庆设立研发中心,建设固态电池及其关键材料的中试线。
LLZO电解质
与QS属同一控股股东,预计2022年开始生产高安全固态电池。
公司生产的类固态电池的工艺体系可以应用于手机,其能量密度较相同材料相同质量的液态电池更高。