恩捷股份们害怕了吗?说说蔚来汽车固态电池对现有产业链的影响

1月9日蔚来汽车发布了新款车型ET7,不仅将续航里程提升到一千公里以上,而且还采用了新的动力电池,并一度让市场鸡飞狗跳,其原因在于新的动力电池技术与磷酸铁锂或三元明显不同,此举有可能会对动力电池产业链进行重构。有人欢喜,有人紧张。

蔚来汽车动力电池采用的技术

蔚来汽车在发布会上推出了150KWh固态电池包,能量密度达到360WH/KG,此密度大大超越了三元和磷酸铁锂的能量密度。该电池包预计2022年四季度正式推出。

蔚来汽车的这种固态电池采用了原位固化固液电解质,创新之处在于在基膜上进行的涂覆由原位聚合反应实现,改善了正负极界面接触。这种原位涂覆采用了LLZTO、LATP等陶瓷固态电解质成分。

理论上LLZTO等氧化物电解质可以取代现有的六氟磷酸锂电解液,但问题在于目前以此为代表的氧化物电解质的离子电导率处于10^-4S/cm^2的较低水平,暂时达不到10^-2S/cm^2商业化水平,因此预计仍要通过加入电解液来解决电导率不足的问题。

当然解决固态电池电导率不足的问题的另一种方案是采用一种凝胶电解质。凝胶电解质是以聚合物为电解质基膜,加入碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯等低分子有机溶剂作为增塑剂,经浸泡活化后得到离子电导率介于固态电解质喝液态电解质之间的凝胶电解质,具有固态电解质和液态电解质双重优势,而且界面相溶性较好,循环性能也较好无流动电解液,安全性更高更高。但是它的劣势也很明显,主要是仍然有少量低闪点溶剂,不能采用金属锂做负极,容易形成锂支晶造成短路,没有彻底解决安全性问题,目前也无法代替锂电隔膜。

技术层面,虽然蔚来汽车提出了新的动力电池技术,但由于其技术缺陷,目前对隔膜和电解液无法做到替代。

全固态电池对现有产业链的影响

生产工艺上,日本电力研究所设想采用了卷对卷生产工艺制备聚合物全固态电池,其基本流程为:溶胶-凝胶法制备聚合物固体电解质;分别在正极和负极极片上涂布制备好的电解液;紫外线照射挥发制备聚合物电解质的溶剂,使电解质与电极固化;卷对卷压实正极、负极和电解质;裁剪、抽气、封装:

传统锂电池因为采用了液态电解质,所以需要注液工艺,除此以外其他工序与聚合物全固态电池有相似之处,安信证券认为聚合物全固态电池技术可以兼容现有锂电池产线:

全固态电池与现有锂电池相比,影响如下:

正极材料兼容性较强,高电压复合电极材料有望成主流。全固态电池只是改变了正极与负极之间传导锂离子的方式,对正极材料没有发生颠覆性改变,现有的磷酸铁锂、三元均可用于全固态电池。制备方法和为解决界面相溶性问题,可能会采用复合电极材料,而且目前电解液电化学窗口较低,对高压正极材料需要加入高电压添加剂,因此高电压复合电极材料有望成为主流。

全固态电池向下兼容石墨负极和硅碳负极等,不过因为上述负极材料能量密度较低,首次充放电容易出现衰减现象,因此能量密度更高的金属锂负极有望成为主流,这对当前石墨负极或硅碳负极等带来替代风险。

目前固态电池还处于半固态电池阶段,受限于氧化物电解质等的较低电导率,在电池制备中需要加入少量溶剂来改善电导率。全固态电池技术成熟后,将会对有机溶剂进行替代。不知道石大胜华会怎么想?

全固态电池下隔膜将被逐步替代,对恩捷股份和新宙邦等隔膜公司不利。

当然现在固态电池产业化还处于初级阶段,但一旦成熟,对现有产业链的影响还是很大。

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全部评论

牛牛-陈01-14 11:57

但安全性起很大影响

王纪有01-14 08:48

锂电池的能量密度取决于正负极材料的活性,不取决于电解质的液固状态

edotensei01-14 07:41

首先这电池不是蔚来的