随着半固态电池的出现,人们仿佛看到了解决问题的曙光。从理论上说,半固态电池只是液态电池和固态电池的中间状态,固态电池才是发展的终极目标。
进入2023年,固态电池正在迎来大规模量产和装车上市。受行业利好消息影响,多支固态电池概念股持续走强。2月8日,固态电池板块高开高走,珈伟新能一度触及20CM涨停、德尔股份盘中大涨19%、山东章鼓触及涨停,高乐股份、翔丰华等跟涨。
固态电池迎大规模量产装车
2月7日,赣锋锂电发布消息称,搭载赣锋锂电三元固液混合锂离子电池的纯电动SUV赛力斯-SERES-5规划于2023年上市。
国轩高科等电池厂商近期也发布了相关计划,公司表示已与欧洲电池公司InoBat达成合作意向,将在电池技术创新、欧洲本地化生产及电池的循环回收等方面开展全方位的合作探讨,有望加速推进国轩高科2025年实现在海外的100GWh电池布局。
今年以来,固态电池正在加速装车。固态电池技术路线因其高能量密度、高安全性等优势格外受到关注,多家企业加码研发。
根据SNE Research的测算数据显示,2025年,我国固态电池市场有望达到30亿元,2030年有望达到200亿元。
在当前,无论是动力电池还是电化学储能电池,基本都是液态电池。在新能源汽车高速发展的驱动下,液态电池也不断进行迭代,产品也越来越成熟,但是,“续航焦虑”和“安全焦虑”始终困扰入局的车企、电池制造商和消费者,成为影响新能源汽车市场扩张的最大阻碍。
12月15日晚,岚图旗下首款纯电轿车岚图追光正式上市,该车定位中大型豪华纯电动轿车,共发布3个版本,均为纯电车型。标准版搭载82kW·h电池包,预售 价32.29万元;旗舰版同样搭载82kW·h 电池包,预售价35.29万元;长续航旗舰版搭载109 kW·h 电池包,预售价43.29万元。
在续航方面,岚图追光搭载了82kW·h和109kW·h两种三元锂电池包。标准续航版本的 82kW·h电池包提供 580km(CLTC)续航,满足用户的日常需求。
而超长续航版本的109kW·h电池包提供 730km(CLTC)续航,是目前四驱纯电轿车的最长续航。零下20摄氏度,电池包仍可保持90%电量。此外,岚图追光充电10分钟可续航230km,峰值充电功率可到230kW。
值得注意的是,在电池安全方面,岚图追光采用自研的“云母”电池系统,搭载的82kWh电池包采用了行业首个量产装车的半固态电池,在行业首个8系三元锂软包电芯针刺试验中,实现了不冒烟、不漏液、不起火和不爆炸。
随着半固态电池的出现,人们仿佛看到了解决问题的曙光。从理论上说,半固态电池只是液态电池和固态电池的中间状态,固态电池才是发展的终极目标。
半固态电池相对于固态电池是过渡性技术,但是半固态电解质中的电解液含量已经大幅减少,活性减弱,所以可以适配性能更强的材料体系。随着市场的聚焦,半固态电池装车量产愈来愈近,相关领域有布局公司望迎来机遇。
根据中研普华研究院《2021-2026年中国固态电池行业发展分析及投资战略研究报告》显示:
固态电池被认为是液体电池之后的下一代技术,也是动力电池发展的重要方向。以国轩高科(002074)的半固态电池为例,其能量密度为360Wh/kg。而三元锂电池的能量密度一般都在200Wh/kg左右。这就意味着相同体积下,半固态电池能支持车辆更长的续航。半固态电池不仅研制难度低于全固态,而且能量指标也可以达到400 Wh/kg甚至500Wh/kg。有半固态电池加持的新能源车在能量密度、续航里程等技术指标上明显提升,续航达到1000公里将成为普遍水平。与现有锂离子电池相比,半固态电池体积小,更加稳定安全,可以实现更高的能量密度,成本也比锂离子电池便宜得多。
主流动力电池企业中,宁德时代(300750)、中创新航、国轩高科、赣锋锂业(002460)、孚能科技等已公开表明在半固态电池技术方面有所布局。国轩高科此前表示,公司的半固态电池,单体能量密度达360Wh/kg,配套车型的电池包电量达160kWh,续驶里程超过1000km,预计年底实现装车,明年批量交付。值得注意的是,此前国轩高科宣称,400Wh/kg的半固态电池在公司实验室已有原型样品。
除了国轩高科,还有多家新能源汽车产业链上下游公司合作研制半固态电池,多款新能源车将迎来上市潮。
11月24日,蔚来汽车固态电池供应商卫蓝宣布,其于11月22日在湖州基地迎来第一颗固态动力电芯下线。今年 3 月,卫蓝新能源首席科学家、创始人李泓在中国电动汽车百人会论坛上就透露,卫蓝新能源正在与蔚来汽车合作,计划基于ET7车型,推出单次充电续航 1000 公里的混合固液电解质电池,电池包达到150度电,能量密度为360Wh/kg。这款固态电池预计在今年底或明年上半年开始量产。
在1000km续驶里程的竞赛中,除了蔚来汽车,上汽智己、广汽埃安、高合等也都在积极与固态电池生产商合作,共同推进半固态电池的上车进程。
另外,针对半固态电池产品,孚能科技(688567.SH)将推出2.4C、3C和4C三种倍率快充电芯,分别对应带电量150kWh、100kWh和75kWh,对应续航里程1000km、800km和600km,充电10分钟可补能40%、50%和70%,分别实现400km、400km和420km的续航里程。
字节跳动布局全固态电池!
据了解,字节跳动与中科院物理所吴凡团队合作,提出一种新型超快锂离子导体Li6.8Si0.8As0.2S5I(LASI-80Si,)与商业化的FeS2正极组合的全固态电池构型,除了完全消除FeS2的穿梭效应和抑制其体积变化之外,由于LASI-80Si相对较低的活化能(0.2eV)和优异的FeS2/LASI-80Si界面稳定性,使用LASI-80Si的FeS2 全固态电池相比FeS2 液态锂离子电池具有更宽的工作温度范围(-60℃~60℃),首次实现了能够承受极低探测温度(-60℃)的全固电池。
还研究了Li2S和LiI功能相提供额外容量,以及显著增强的锂离子扩散系数/赝电容贡献和电极反应动力学。LASI-80Si电解质具有的独特性质最终保证了FeS2 全固态电池的长循环寿命(在0.1C下244次循环,在1C下600次循环)、优异的倍率性能(20C)、高面负载(13.37 mg cm-2)和高面容量(9.05 mAh cm-2)。
这些结果表明,LASI-80Si 固态电解质和FeS2正极组合在宽温域和大容量全固态电池的实际应用中具有巨大潜力!
锂电池行业现状与未来趋势
工信部电子信息司公布数据显示,2022年1月至10月,我国锂离子电池行业持续快速增长,根据行业规范公告企业信息及研究机构测算,1月至10月全国锂电总产量超过580GWh。
电池环节,1月至10月全国消费型电池产量超过84GWh,动力电池装车量约224GWh,锂电产品出口同比增长87%。一阶材料环节,1月至10月正极材料、负极材料、隔膜、电解液产量分别约为136万吨、102万吨、98亿平方米、64.5万吨。二阶材料环节,1月至10月碳酸锂、氢氧化锂产量分别达29.5万吨、18.2万吨。市场价格持续高位震荡,1月至10月电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂(微粉级)均价分别为46.5万元/吨、44.5万元/吨。
新能源汽车发展如火如荼,对锂电池相关产品的需求不断增长,碳酸锂、氢氧化锂等供不应求,价格一路高涨。以电池级碳酸锂为例,根据统计,2020年其价格仅为4万~5万元/吨,2021年初达到7.2万元,而至2021年底已涨至28万元/吨。
进入2022年,电池级碳酸锂价格继续快速上涨,3月一度突破50万元/吨大关,之后略有回落,但8月下旬再次开启上涨模式,11月一度逼近60万元/吨大关,目前约为57万元/吨。也就是说,与2020年相比,电池级碳酸锂价格在两年内暴涨逾十倍。
全球范围内锂矿资源储量并不低,但分布不均,长期以来,中国锂电行业不得不依赖进口来满足巨大的市场需求。再加上,上游锂矿此前受疫情影响扩产乏力,而下游受电动化浪潮推动需求大涨,多种因素叠加导致锂价暴涨。
以国内两大锂王——天齐锂业和赣锋锂业为例,2022年前三季度,天齐锂业净利润约为148亿元,同比增长近5倍;赣锋锂业净利润为160亿元,同比增长近30倍。
西藏矿业、融捷股份、盛新锂能等公司业绩同样高歌猛进。国外矿商也一样。例如,2022年第三季度,智利锂矿巨头SQM的净利润大涨近10倍。
《2021-2026年中国固态电池行业发展分析及投资战略研究报告》由中研普华研究院撰写,本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析,重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力,以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态,对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。
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2021-2026年中国固态电池行业发展分析及投资战略研究报告
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