$赣锋锂业(SZ002460)$  $天齐锂业(SZ002466)$  $雅化集团(SZ002497)$  


目前全固态电池的技术路线,主要包括聚合物、氧化物、硫化物三大类。

吴凯认为,三种固态电解质没有一种十全十美,其中硫化物路线进展较快,率先量产的可能性相对更大,也是宁德时代目前投入研发较多的技术路线。硫化物也是丰田等企业选择的全固态电池电解质路线。

吴凯解释称,硫化物电解质电导率高,加工性好,但也存在着遇水会产生有毒气体,生产制备工艺复杂且成本高等缺点。

吴凯称,宁德时代正朝着全固态电池占电池市场份额1%的目标努力,但仍有诸多科学问题等待解决,比如固固界面、锂金属负极、固态电解质以及制造工艺等技术难题。

第一是固固界面的问题。正极材料与电解质之间固固界面接触不充分,阻碍离子传输;负极在充放电过程体积膨胀大,导致固-固界面的动态损伤,难以修复,持续恶化固-固界面。这些都严重影响全固态电池的循环寿命和倍率性能。

第二是锂金属负极的应用问题,使用锂金属负极可以使全固态电池能量密度高的优势充分发挥。但是锂金属的高活性和其表面钝化层的锂离子扩散能垒较高,会促进锂枝晶的形成,枝晶会引发短路并造成电池失效,我们需要充分了解固态枝晶形成与生长的机理,并加以克服。

第三是针对最有希望的硫化物电解质路线,硫化物电解质在空气中不稳定的主要原因是容易发生化学反应,电解质在空气中水分子的作用下会发生水解生成有毒的H2S气体,在水解的过程中电解质结构还会发生坍塌,离子电导率急剧下降。另外硫化物电解质的合成成本问题,其原材料硫化锂价格高,而制备这些原材料的特殊工艺也增加了成本负担。这些都将是全固态电池推广中的障碍。

第四是全固态电池的生产难题,极片制造工艺不成熟,湿法工艺的核心是粘接剂与溶剂选取,如果溶剂与电解质化学不兼容,可能降低电解质的离子电导率。干法工艺存在膜片分散性、均匀性挑战。在电芯致密化成型过程中,电芯内部存在孔隙缺陷,致密度低会降低固态电池性能发挥,极片边缘受压导致搭接短路等问题也需要解决。

吴凯提及,全固态电池的研发和量产是非常艰巨的工作,宁德时代广泛与产业链及高校等各方进行合作。吴凯透露,宁德时代在全固态电池研发方面已有十多年的积累,组建了接近千人的固态电池和新体系电池研发团队。

今年3月在出席公司业绩说明会时,宁德时代董事长曾毓群也曾表态称,全固态电池距离商品化还很远,但是宁德时代并非不重视这项技术,最近也加大了投入,希望未来在全固态电池领域也能做到首屈一指。

在更早前的2022年,曾毓群曾表态称,全固态电池仍有很多科学及技术的基础问题尚未解决,宁德时代已深耕十多年,仍然认为难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。

在首次公布全固态电池研发时间表的同时,宁德时代也并未放松传统液态电池的研发。

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