【南哥说电池之行业趣谈】固态电池“挑大梁”还需要多久?

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提升能量密度一直是新能源车企及电池厂商不懈追求的。因为,能量密度的增加,意味着续航里程的提升。而解决用户的里程焦虑,是新能源车企竞争的重中之重。

 以提升能量密度为主要目标,动力电池行业进行着一轮又一轮的技术迭代。其中,固态电池是一大颠覆性的技术突破方向。今天南哥就跟大家聊聊固态电池。

 首先,固态电池有何特殊之处呢?

固态电池是指采用固态电解质的锂离子电池,本质上仍是锂电池,其与现在的主流的动力电池区别就在电解液。

众所周知,现在的纯电动汽车采用的电池无非是三元锂电池和磷酸铁锂电池,传统锂离子电池的电解质却是液态,电池主要由正、负材料、电解液以及隔膜组成,而固态电池的电解质是固态,固态电解质替代了传统锂离子电池中的液体电解质和隔膜。

 固态电池的优势与劣势分别有哪些?

在传统的液态锂电池中,负极通常由石墨制成,这从根本上降低了能量密度,而如果用锂金属,它会与传统的液态电解质产生反应,导致锂枝晶的产生,它会穿透隔膜使电池短路,导致燃烧甚至是爆炸。

固态电池由于取消了电解液,变得更加安全,并且能够在负极使用高能量密度的锂金属,这就大大提高了能量密度这也意味着能够显著提升续航里程。

                                                       数据来源:德勤

讲完优势,再说说固态电池技术实现需要面临的难关。

在不使用电解液的情况下,固态电池的循环性能、倍率性能落后于液态电池。另一方面,新技术因为材料体系的更新、生产工艺成熟度不高、生产效率低等因素,在降低成本方面或仍需较长的时间。

固态电池仍处于早期发展阶段,短期来看,折中的半固态电池或许是较为理想的升级方案,全固态电池距离真正实现商用量产还有很长的路要走。但总体来说,全固态电池的发展前景是非常光明的,在未来有望替代现有锂离子电池。

 东吴证券一篇研报显示:半固态、固态电池为下一代锂电技术方向,目前仍处于实验室阶段,预计2030年后技术有望成熟,龙头均抢先布局。

近年来,全球范围内有多家电池企业以及车企在布局固态电池的研发和生产。比亚迪蔚来丰田、现代、宝马等车企皆有参与固态电池研究布局。

资料来源:前瞻产业研究院整理

 *上述企业仅作行业举例使用,不作为任何具体的投资建议,投资需谨慎

聊了这么多,相信大家对固态电池多少也有了一些了解。

 【答题有礼】

 固态电池的日益发展也逐渐得到各方的认可,你看好固态电池的日后发展吗?为什么?

评论区留言分享自己的见解吧!

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以上观点仅供投资者参考,不构成具体的投资建议,基金投资需谨慎。

精彩讨论

蓝山价投2022-07-20 09:29

支持南哥,固态电池相比传统电池具备两方面的重要优势,且对于新能源汽车而言更加适用。
一是安全性高,由于固态电池的电解质固态化,不含易燃易爆、易挥发等成分,可彻底消除电池因漏液引发的电池冒烟、起火等,以及在充放电过程中生成锂枝晶造成的安全隐患,被称为最安全电池体系。二是能量密度高,目前,市场上应用的磷酸铁锂电池单体能量密度约为120-140Wh,三元电池单体能量密度约为130-220Wh,而固态电池可提供的能量密度约为300-400Wh,远远超出传统的电池。

小手冰凉mai2022-07-20 09:25

南哥说的好,学习下,电解液换成了固态电解质,优势多多。
1.能量密度可以大幅提升。
以往因为担心高电压的正极材料和电解液溶解发生副反应,正极表面会发生不可逆相变而不敢采用。采用固态电解质后,就能使用提高电池能量密度的高电压正极材料,可使得能量密度显着提升,轻松超越 400Wh/kg。
2. 充电速度可以变得更快。负极决定电池的充电速度,而锂金属负极在电解液内无法稳定存在,采用固态电解质后,电解质不会与锂金属负极产生剧烈反应,可实现十分钟内快充、快放的功能,6C充放电妥妥的。
3.安全性更為提高。现有锂电池的电解液是可燃的,一旦泄露、挥发就容易造成电池起火。而固态电解质是不易燃的,即便隔膜刺穿,也不会泄露、挥发,安全性可大幅提高,三元锂电池不再被妖魔化。
4.低温不怕电量跳水。在低温下电解液黏度会变大,离子传导速度变慢,造成外电路电子迁移速度不匹配,电池出现严重极化,充放电容量出现急剧降低,采用固态电解质将不受低温环境所影响,以后在 -40℃也不怕亏电了。
5. 循环寿命更長。影响锂离子电池循环寿命就是锂离子数量在不断减少,锂离子在迁移到负极表面时,部分锂离子没有进入负极活性物质形成稳定的化合物,获得电子后沉积在负极表面成为金属锂,且不再参与后续循环过程,导致容量下降。固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题,大大提升锂电池的循环寿命,理想状态为 45,000次。

全部讨论

2022-07-20 10:28

$电池30ETF(SZ159757)$ $景顺长城国证新能源车电池ETF联接A(F015871)$ $景顺长城国证新能源车电池ETF联接C(F015872)$固态电池发展前景广阔,电池革命势在必行,新能源车的核心就是电池,长期看好

2022-07-20 09:28

我看好固态电池的日后发展。与锂离子电池相比,固态电池具有更高的能量密度,同时更加安全。因此更加适合电动汽车使用,在新能源车逐渐升温的今天,固态电池同样备受资本关注,并获得大量投资。固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。相比于传统电池,固态电池主要有体积小、能量密度高、更加安全三大优势。固态电池产业在欧洲、美国、日本等国家均受到了很大重视,众多知名企业与研究机构纷纷投入到固态电池的研发、生产等环节。目前,中国科学院物理研究所研发出了能量密度达到每千克360瓦时、循环性达到800次以上的固态锂离子电池。这款电池预计于今年年底装车,投入实际使用。

2022-07-20 09:26

丰田、宝马、大众、三星等巨头企业都投入了大量资金用于固态电池研究,以期早日获得突破。当前,固态电池技术研发已经被推上了潮头浪尖。目前全球共有53家企业在布局研发固态电池,预计到2025年开始小批量进入市场,将成为电动汽车取代燃油汽车的制胜利器。

不单单是车企,动力电池巨头们也在不约而同的布局固态电池:宁德时代投资33亿建设21C创新实验室,用于金属锂电池、全固态电池等下一代电池研发;LG化学表示将在2025年至2027年间实现全固态电池商业化;松下计划在2025年推出一款使用固态电池的电动车。

固态电池是一种新兴技术。目前在新能源汽车上最广泛使用的三元锂电池,一般由正极、隔膜、负极,再灌入电解液制造而成。下一代电源的固体电解质层,可以替代当前锂离子电池中的易燃液体溶液,实现更密集地存储能量。数据原型表明,与相同重量和体积的锂离子电池相比,固态电池可以存储多达80%的能量。具有较高能量密度的锂金属可以代替石墨,从而有助于减少电池的重量和体积

2022-07-20 09:25

$电池30ETF(SZ159757)$ 目前欧美、中日韩都在积极布局固态电池,但由于技术难点需要攻关且成本较高,主流车厂电池厂宣称的量产时间基本在2030年前后。未来随着龙头厂商的技术进步,行业规模化有望全面急速。