固态电池专家交流0906

固态电池专家交流0906

摘要

固态电池行业正在经历从液态锂电池到全固态电池的转型期，标志着电池技术向着更高安全性、能量密度迈进。市场上已有采用半固态电池的产品发布，预示着全固态电池的研发近在咫尺。半固态电池相较于传统液态电池在能量密度和安全性上有显著提升，但其循环寿命和充电速度仍有待优化。目前行业内正在积极研究高电压正极材料、硅碳负极和新型电解质以解决这些问题。市场对固态电池的需求日益增长，预计未来几年将重点发展复合电解质和氧化物基固态电池技术。然而，全固态电池的商业化生产面临多重挑战，预计将在2030年后逐步成熟。半固态电池虽展现了多项优势，但其生产成本较高，限制了其市场应用范围，尤其是在消费电子领域。此外，固态电池技术的快速发展也引起了资本市场的关注，各家企业在加大研发投入的同时，面对技术转换成本高和生产一致性等挑战。综上所述，固态电池技术虽然充满潜力，但仍需克服一系列技术难题才能实现广泛应用。

问答

问：能否总体介绍一下当前固态电池行业的产业进度和技术方向？

答：当前固态电池行业处于从三元液态锂电池向全固态电池演进的过程中，市场上已发布的部分产品，例如智捷16，在技术和量产方面尚不具备条件。国内能够投入量产的大多是半固态电池，其优点在于能量密度提升至310 Wh/kg，并且具有一定程度上的针刺安全性，相较于传统三元锂电池更为安全。然而，半固态电池的循环寿命较差，只能做到约800次充放电，且倍率较低，最多只能达到2C。

问：关于固态电池的目标，目前有哪些关键的技术指标需要满足？

答：到达固态电池产业终局时，需要满足的关键技术指标包括但不限于能量密度达到500 Wh/kg，循环寿命至少2000次，充电倍率需超过50C，并且必须百分之百通过针刺测试。此外，安全性（如热失控问题）也至关重要。

问：国内外对于固态电池的研发重点分别是什么？

答：在国内，目前企业的主要研发方向集中在复合电解质，特别是聚合物氧化物。而在国际上，日本正在研究硫化物作为电解质材料，但由于其昂贵的价格、柔软性带来的针刺穿透问题以及毒性等安全性隐患，使得硫化物路线变得极为困难。目前来看，到2030年左右才会出现较为成熟的复合电解质或半固态产品，而真正的全固态电池可能更晚。

问：目前国内公司在固态电池领域的整体技术水平如何？能否举例说明国内公司在固态电池方面的具体表现？

答：目前没有一家公司在所有四个维度（能量密度、循环次数、倍率和安全性）上都能做得非常好，尤其是能量密度和循环次数方面与国际先进水平相比存在差距。比如鹏辉近期发布的技术路线中，其固态电池虽然宣称能量密度可达600Wh/kg，但实际产品并无太大用途，因为其循环次数远低于理想状态，且安全性等指标未予公布。

问：以质检16为例，半固态电池的表现如何？

答：质检16的能量密度可达到310Wh/kg，已较行业内其他企业处于领先地位，但在循环次数、安全性以及充电速度等方面可能存在一定程度的牺牲，特别是针刺测试并未完全通过。

问：当前市场对于固态电池的需求有何变化？

答：早期市场对固态电池的主要需求在于安全性，但现在随着电动汽车保有量的增长和技术进步，主机厂不再仅关注安全性，而是转向提高能量密度以满足长续航里程的需求。

问：固态电池的发展方向是什么？

答：未来固态电池研发将更注重能量密度的提升，同时材料体系也将有所变化，例如正极材料探索高电压盐类材料，负极材料则朝着硅碳、全碳或锂金属负极发展，电解质则需解决氧化物固有的问题，采用复合电解质。

问：质检16计划何时投入批量生产？预期每月产量是多少？

答：质检16预计在十月会上车，初期产能规划为30GWh，但由于交付端的问题，实际每月接到的订单可能只有约800辆左右，因此大批量生产初期的实际交付数量不会很大。

问：质检16电池除了用于汽车动力外，是否考虑应用于其他场景？

答：质检16电池不仅限于汽车动力，还可用于多种应用场景，例如储能系统（特别是对安全性要求较高的特殊领域）、家用乘用车以及小型电动卡车等领域。不过，对于工商业储能和发电端储能，由于其高频次使用需求，可能更适合采用循环性能更高的液态电池而非半固态电池。

问：目前市场上备用电源市场规模如何？对于目前储能市场的价格状况怎么看？

答：相对较小。市场价格很低，比如内蒙古那边已经低至0.3元每千瓦时，利润空间有限。

问：关于储能订单量的情况如何？

答：储能订单量预计在一个把月左右，但总量不大。

问：当前我们的车辆和储能电池的成本情况怎么样？半固态电池的价格是否已接近于三元电池？

答：车辆上的电池成本与售价存在较大差距，而储能电池成本较低，竞争激烈。确实如此，半固态电池售价与三元电池基本相当。

问：半固态电池相较于传统固态电池成本增加了多少？

答：半固态电池由于额外添加了固态电解质层，从BOM角度看成本大约增加10%，加上报废率提高，总体成本上涨约15%。

问：电解液在半固态电池中的使用量是否有减少？

答：虽然理论上半固态电池能减少电解液使用量，但由于固态电解质自身特点以及其内部复杂的结构设计，实际电解液用量并未显著减少。

问：固态电解质的具体成分及制备工艺有哪些？

答：固态电解质通常由氧化物与高分子材料混合制成，并且可以通过干法或湿法工艺涂覆于正极和隔膜之间形成多孔结构，从而实现增强隔膜强度的目的。

问：全固态电池技术的发展现状如何？

答：国内大部分企业在研发复合电解质（氧化物加聚合物）来解决电解液安全性问题，全固态电池仍处于探索阶段，其中QS公司的方案利用固态隔膜创新解决了负极接触问题，但能否大规模量产还需观察。

问：国内企业都在等待什么？

答：大部分国内企业都在等待技术成熟，以便快速学习并应用新技术。

问：在当前走得比较快的公司中，有哪些是技术迭代速度快的？

答：走得比较快的公司是清朝与未来科技这两家创业公司，它们因创业初期一直处于亏损状态，必须不断推出能量密度更高的新产品以维持融资和生存。

问：宁德时代和比亚迪为何曾经唱衰固态电池的发展？

答：宁德时代和比亚迪认为自己的液态电池产能庞大，没有必要急于自革其命转向固态电池。即使将现有产线升级至固态电池，改造成本极高，因此并不急切推动固态电池技术的研发和应用。

问：随着政府投入，宁德时代和比亚迪的态度有何变化？

答：在政府提供研发资金支持后，宁德时代和比亚迪开始积极研发固态电池，并通过补贴政策补亏固态电池项目。虽然他们在固态电池技术上取得了进展，但由于某些固有利益因素，尚未大规模推出相应的产品。

问：目前市场上的半固态电池月产量大概是多少？

答：具体数据无法准确统计，但根据清朝新能源的数据，其一年销售额大约4.5亿左右，其中部分还包括非动力电池业务，所以真正用于动力电池领域的数量有限。

问：固态电解质能否被供应商外采或自己合成？

答：固态电解质作为固态电池的核心机密，各家企业通常会选择自行研制，而非外采。

问：对于固态电池，现阶段是否仅需采购氧化锆和氢氧化钠这两种原材料？

答：是的，现阶段确实主要采购这两种原材料。对于正极使用的九系高镍和负极使用硅碳复合材料，以及电解液、隔膜等方面的变化与传统三元电池并无太大区别。

问：目前行业内是否存在将半固态电池应用在大型电池上遇到的技术难题？在不同应用场景中，例如无人机和电动车，固态电池是否有优先考虑使用的可能性？

答：半固态电池若要应用于大型电池则存在技术难题，因为它容易与电解液反应，难以大规模商业化应用。固态电池因其安全性要求更高，更适合像航空领域这样频繁更换电池需求较高的场景。而对于电动汽车而言，固态电池还需要解决规模化生产及成本等问题才能获得广泛应用。

问：您是否了解易伟他们在大圆柱电池方面的工作进展？

答：是的，易伟公司在搞大圆柱电池，并且已经有了一些供货情况，比如给长安、奇瑞、东风等品牌供货。

问：亿纬公司的产品性能如何？

答：虽然我不清楚具体的产品性能细节，但我见过他们做的包，整体质量看起来不错，属于圆柱型电池。

问：固态电池能否替代现有锂离子电池中的隔膜和电解液？

答：固态电池的目标之一就是改革现有的隔膜和电解液体系，以适应具有更高能量密度的新材料。

问：固态电池在未来能源市场中的竞争形势会如何发展？

答：尽管国际企业在固态电池领域的研发较为保守，但在国内企业激烈的市场竞争和技术热忱下，即使国外率先推出固态电池技术，预计中国也将较早进行产业化的尝试和应用。