1、半固态电池进展
· 第一代半固态电池情况:孚能科技开发的第一代半固态电池采用凝胶固态化电解质技术,能量密度可达280 - 300瓦时每千克,可通过1毫米钢针穿刺且不起火、不燃烧。该电池已于2022年量产装车,并获得东风、广汽、吉利以及众多海外客户认可。
· 第二代半固态电池优势:即将量产的第二代半固态电池采用新型氧化物聚合物固态电解质涂布和致密化技术,提升了高镍三元高能量密度锂离子动力电池的安全性,降低固态界面阻抗,提升锂离子迁移能力。其能量密度达到330瓦时每千克,快充能力超过3C,循环寿命超过4000次,行驶里程预计超过百万公里,低温性能极佳,在 -20度下仍能保持90%能量密度,获得高端乘用车和低空经济领域头部客户认可,已完成DV与PV测试,准备小批量量产。
· 第三代半固态电池研发进展:研发中的第三代半固态电池引入高电导率固态电解质快离子环技术、超高镍正极及负极材料表面固态化技术、负极膨胀抑制技术,极大降低电解液用量,提升正极材料热稳定性和安全性,能量密度可达400瓦时每千克,当前正在进行车规级认证以及产业化开发。
2、全固态电池进展
· 硫化物全固态电池研发情况:在全固态电池方面,公司硫化物及复合物路线均取得较大突破,其中硫化物全固态电池已进入产品的产业化开发阶段,产品工艺、生产工艺及生产设备均处于开发中。硫化物固态电池沿用孚能完善的叠片软包电池制备工艺及设备,采用高镍三元正极和高硅负极及锂金属负极,能量密度超过400瓦时每千克的固态电池已进入实测阶段,电芯循环稳定,安全性得到跃升,具备电芯层级的热质控自关断能力。
· 氧化物聚合物体系全固态电池研发情况:孚能科技同时开发基于氧化物聚合物体系的全固态电池,采用锂金属负极和高镍正极,能量密度可达500瓦时每千克,电池工作压力极低。目前兼容锂金属负极和高镍正极的复合电解质材料已开发完成,并研发了独特的电解质层工艺,可实现超薄电解质层的高效制备。固态电池计划在2025年进行放大验证。
3、公司半固态电池相对友商优势
· 技术研发起步早:孚能科技成立二十多年,两位创始人是电池材料领域的专家,很早就对固态电池进行探索,有丰富的体系验证经验,在半固态领域走在比较靠前的位置,半固态产品在2022年就已正式装车发布,国内头部客户有在使用。
· 产品性能领先:成熟产品能量密度可达300 - 380瓦时每公斤,实测循环达4000圈,兼备优异的快充能力和高倍率放电倍率,还为低空经济与维托无人机开发了相关电池,得到众多客户反馈和实测数据,为后续开发更高能量密度电池奠定基础。
4、半固态电池出货及订单指引
· 低空领域供货情况:孚能是国外第一家全面量产供应低空飞行器电池的公司,从2022年底开始为美国一家头部客户独供半固态电池,国内很多飞行器客户也在用其电池做验证,虽受法规限制无法放量,但验证工作正在进行。
· 动力电池端供应情况:主流供应的三元体系产品基本匹配半固态,赣州新能源和广州新能源工厂的三元电池产品都采用半固态技术,针对高端乘用车、未来商用车,半固态产品已可成熟投入市场。
5、固态电池成本相关
· 半固态电池成本控制:半固态电池装机成本顶多比液态高5% - 8%,不会超过10%。行业内固态电池成本因电解质成本高而居高不下,孚能科技对其半固态成本有较好把控,但全固态成本控制还需行业及上下游产业链共同努力。
· 全固态电池成本影响因素:目前全固态电解质及设备成本较高,主要是供应链尚未匹配,若成本下降,全固态电池成本也会相应降低。
6、SPS产能基地转换优势
· 产能提升潜力大:广州和赣州两个基地虽按30G瓦时产能规划,但做固态电池时,随着电芯能量上升,产能会相应提升,同一工厂产线可能做到45G瓦时甚至60G瓦时。
· 软包工艺契合度高:软包封装形式对固态电池有天生的契合度和友好性,能更好控制膨胀、延长循环周期。孚能之前的工厂都可无缝切换到半固态生产,现有设备和软包、叠片工艺可直接用于固态技术,体系开发成功后能用现有产能升级成固态电池。
7、材料体系及应用相关
· 负极材料选择及优势:在全固态未完全实现时,提升能量密度的有效方式是采用负极常规,孚能科技选择硅碳负极,已规划六代,目前到第五代,能量密度在350 - 380瓦时每公斤基础上,用半固态体系优化循环寿命、快充能力和安全性,循环寿命实测达4000圈,在体系验证、供应商匹配开发上有多年经验。
· 电解质技术路线及应用节奏:硫化物、氧化物聚合物等多个电解质技术路线同步开发,面临不同挑战,会匹配不同细分市场。2027年装车节点选择取决于性能指标和成本优化,目前小软包数据已有,各路线会在合适时间推进。
· 硫化物产品开发关注点:开发硫化物产品需多维度考虑,如控制稳定性、保持重组后性能、兼顾成本和供应链等,主要目标是先开发通体系、做出产品,再优化关键指标。
8、半固态及全固态电池定位与应用场景
· 半固态电池低温性能改进及应用领域:以三元体系为基础提升能量密度,通过在电解液添加添加剂可进一步提升低温能量保持率,目前已能满足大部分市场和客户需求。第一代半固态电池已装车应用,后续重要应用领域是动力汽车。半固态电池是全固态的过渡产品,能一定程度解决安全问题,成本控制在个位数增长以内,具有经济实用性。
· 全固态电池应用场景及发展进程:全固态电池首先会应用于对成本不敏感、对性能要求高的领域,如低空经济、高端电摩、高端船舶等,随着产业成熟和成本下降,会逐渐应用到高端乘用车、中低端应用场景。
· 锂金属路线相关问题及解决措施:锂金属在空气中较活跃,但孚能科技已做出400瓦时每公斤的锂金属电池,实验室循环超过800圈,同时也在解决锂金属成组后的高膨胀问题,有相应控制措施确保安全。
9、固态电池相关技术问题及市场定位
· 干法电极应用及开发情况:干法电极是固态电池应用绕不开的一环,孚能科技有单独团队开发,现有产线也在匹配设备验证,在固态电池中是主流技术方向。
· 硫化物加压及量产问题:硫化物电池大规模量产后面临成组后的压力问题,这是目前的技术难点,孚能科技正在突破,具体解决时间不确定,会根据产品交付节点和资源投入情况选择合适方式。
· 全固态与半固态市场定位关系:从长远看,若固态电池成本未降至液态电池水平,固态、液态、半固态电池会处于共存状态,高端产品用固态,日常用车可用液态;半固态作为过渡产品会持续发展,也是科研必经阶段。
· 固态电池解决eVTOL充放电倍率问题:eVTOL领域对电池能量密度、快充能力、放电倍率和循环寿命等都有高要求,孚能科技关注在固态、半固态体系下平衡各性能参数,追求各方面性能均衡的产品,以满足市场需求。
10、公司研发固态电池优势总结
· 技术衔接优势:多年坚持软包封装形式、高镍三元材料体系和叠片工艺体系,从液态电池到固态电池可无缝衔接。
· SPS工厂优势:即将投产的SPS超级工厂可兼容半固态电池,无需重新建设生产线,能更快实现产业化。
· 产业化优势:在软包叠片工艺爬产及大规模产业化方面已完成工作,相比友商具有很大优势。
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