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固态电池讲解 2月底的新主线了
一. 固态电解质三大技术路线
固态电池是采用固态电解质的锂电池,固态电解质和液态电解质一样承担正负极之间传输锂离子的作用,但传输机制不同。
通过引入不可燃的固态电解质,可以提升电池安全性,同时具有高能量密度、高化学稳定性等优点。
当前固态电解质包括聚合物、氧化物、硫化物三种主流技术路线,优劣势包括:
(1)氧化物电解质:热稳定性好、化学稳定性好;离子电导率一般。
(2)硫化物电解质:离子电导率高、热稳定性好;但制备难度较大。
(3)聚合物电解质:加工性能好,但热稳定性差、离子电导率低。
二. 三大路线厂商梳理
目前氧化物体系进展较快,硫化物体系最具发展潜力,聚合物体系商用潜力较弱。
2.1 氧化物电解质
氧化物电解质综合性能优秀,成本较低,更适合大规模生产和应用,商业化进展较快,已在半固态电池中实现量产。
其主流材料包括LLZO、LLTO、LATP、LAGP四大路线:
(1)LLZO:石榴石型氧化物。主要厂商:丰田、清陶能源、太蓝新能源、上海洗霸(吨级量产)、QuantumScape。
(2)LLTO:钙钛矿型氧化物。主要厂商:卫蓝新能源(鹏辉能源)、蜂巢能源、村田。
(3)LATP:NASICON型氧化物。主要厂商:宁德、松下、三星SDI。
(4)LAGP:LISICON型氧化物。主要厂商:赣锋锂业、Ohara。
除上述企业外,布局氧化物路线的还包括:金龙羽(中试线)、德尔股份(出样)、南都电源(中试)。
2.2 硫化物电解质
硫化物电解质以超高离子电导率为核心优势,但受限于空气敏感性与制备成本,目前仍处于研发阶段,未实现产业化。
其主流材料包括硫银锗矿型(LPSCl)、玻璃陶瓷型、Thio-LISICON型(LGPS)、复合型四大类。
全球方面,硫化物路线以日韩厂商为主,包括三星SDI、丰田、松下、日产、LG等。
国内进展领先的厂商包括:宁德时代(已出样)、国轩高科(金石电池)、高能时代(蓝海华腾)、太蓝新能源、蜂巢能源。
除上述企业外,还包括:有研新材(硫化锂)、夏钨新能(硫化锂)、光华科技(硫化物锂金属)、天赐材料(硫化物粘结剂)、当升科技(硫化物前驱体)。
2.3 聚合物电解质
聚合物电解质采用高分子聚合物,添加导电锂盐构成离子传导网络,具备柔性好、易加工、低成本等优点。
但其仅能和铁锂正极匹配,性能上限较低,制约了其商用潜力,目前主要跟其他电解质复合使用。
其主流材料包括五大类:PEO基、PVDF基、PAN基、PMMA基、复合型。
国内布局聚合物路线的厂商包括:新宙邦(PEO改性剂)、孚能科技(与Solid Power合作)、璞泰来(聚合物粘结剂)。