10家固態(tài)電池企業(yè)產(chǎn)業(yè)化追蹤

作為下一代動(dòng)力電池的共識(shí)，所有關(guān)于固態(tài)電池的風(fēng)吹草動(dòng)，全球產(chǎn)業(yè)界都高度關(guān)注。

整個(gè)行業(yè)都清楚一個(gè)現(xiàn)實(shí)是：按照現(xiàn)有的三元和石墨作為正負(fù)極活性材料所組成的液態(tài)鋰離子動(dòng)力電池，重量能量密度極限約為280Wh/kg左右。即便引入硅基合金替代純石墨作為負(fù)極材料后，能量密度的上限也只能達(dá)到300-350Wh/kg。

而將鋰金屬作為負(fù)極的全固態(tài)鋰金屬電池，該材料的容量為3860 mAh/g，約為石墨的10倍，與現(xiàn)有正極體系搭配，電池能量密度可以輕松達(dá)到400wh/kg以上，并且有望超過500wh/kg。

如何從目前的液態(tài)鋰離子電池過渡到固態(tài)金屬電池，目前業(yè)內(nèi)存在不同的路徑。

一種路徑是從液態(tài)鋰離子電池到固態(tài)鋰離子電池，再進(jìn)一步到固態(tài)鋰金屬電池，目前以豐田、QuantumScape、輝能等為代表，另一種是從液態(tài)鋰離子電池到高濃度鋰金屬電池，再進(jìn)一步到固態(tài)鋰金屬電池，以SES為代表。

近日，豐田再一次對(duì)外宣布，其如期推出固態(tài)電池原型產(chǎn)品并在概念車上運(yùn)行，計(jì)劃2025年前量產(chǎn)固態(tài)電池。這也再一次以官宣的形式拉近了固態(tài)電池與市場(chǎng)的距離。

而去年以來，也有包括北汽新能源、合眾汽車等多家車企宣布加快固態(tài)電池的裝車試制。

從涉及企業(yè)來看，國(guó)際方面，以豐田、日產(chǎn)雷諾、通用等車企都在主導(dǎo)加緊固態(tài)電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化布局，三星SDI、SKI、LG化學(xué)、麻省固能、Quantum Scape等電池企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域不斷取得新突破。

國(guó)內(nèi)方面，包括輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、清陶能源、萬(wàn)向一二三、衛(wèi)藍(lán)新能源等中國(guó)企業(yè)，都在建設(shè)固態(tài)電池產(chǎn)線甚至部分已投產(chǎn)，一場(chǎng)面向2025年后的下一代動(dòng)力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開啟。

8月26-27日， “2020先進(jìn)電池材料集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇” 將在深圳機(jī)場(chǎng)凱悅酒店深舉行，此次論壇上，將邀請(qǐng)多家國(guó)內(nèi)外固態(tài)電池企業(yè)負(fù)責(zé)人及行業(yè)專家圍繞固態(tài)電池核心技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化瓶頸等展開深入探討，敬請(qǐng)期待。

會(huì)議之前，高工鋰電整理了2020年以來國(guó)內(nèi)外10家固態(tài)電池企業(yè)的最新進(jìn)展，希望對(duì)行業(yè)有所裨益。

輝能科技

7月3日，輝能科技大陸區(qū)總部及全球產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目簽約落戶杭州臨安區(qū)，總投資380億元。項(xiàng)目包括建設(shè)2GWh、5GWh固態(tài)鋰陶瓷電池芯產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，并將考慮與車企合資建置產(chǎn)線等。

今年4月，其剛完成了近億美元D輪融資，用于固態(tài)電池的商業(yè)化落地和工廠建設(shè)。此前其曾獲得軟銀中國(guó)和丹豐資本的持續(xù)投資。

輝能最新可量產(chǎn)的動(dòng)力電池固態(tài)產(chǎn)品SN-01，基于自身開發(fā)的固態(tài)陶瓷電解質(zhì)，采用NCM811+硅系負(fù)極體系，重量能量密度可達(dá)231wh/kg，體積能量密度達(dá)550wh/L，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)5C快充快放，預(yù)計(jì)將于2020年達(dá)到量產(chǎn)條件。

星盈科技

星盈科技開發(fā)了PEO基-LFP/Li 固態(tài)電池體系，采用固相燒結(jié)離子導(dǎo)體(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固態(tài)電解質(zhì);固態(tài)電解質(zhì)澆注原位固化的開發(fā)策略。該電池經(jīng)過50次循環(huán)之后還能接近98%。

其設(shè)計(jì)了一款80Ah-軟包固態(tài)電池，設(shè)計(jì)電池能量密度400wh/kg，解質(zhì)膜的厚度大概在30微米左右。

星盈科技全固態(tài)電池展望：2020年驗(yàn)證固態(tài)電池材料體系，達(dá)到300Wh/Kg的5Ah軟包設(shè)計(jì)驗(yàn)證;2022年固態(tài)鋰電池實(shí)現(xiàn)中試化生產(chǎn);350Wh/Kg，循環(huán)>1000次;2024年建設(shè)年產(chǎn)2GWH 的全固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);400Wh/Kg，循環(huán)>1000次。

清陶能源

7月初，清陶能源宣布完成E+輪融資，由上汽集團(tuán)領(lǐng)投，昆山國(guó)創(chuàng)投資集團(tuán)、淮安市淮上英才創(chuàng)投跟投。

6月，清陶能源與新勢(shì)力企業(yè)合眾達(dá)成深度合作，共同推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)與應(yīng)用，合眾旗下第二款量產(chǎn)車哪吒U將成為全球首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車。

據(jù)合眾汽車方面透露，雙方已經(jīng)對(duì)合眾與清陶雙方已經(jīng)對(duì)新款哪吒U進(jìn)行了近兩年的聯(lián)合研發(fā)和測(cè)試，搭載固態(tài)電池的哪吒U計(jì)劃于10月份申報(bào)工信部公告，年底前量產(chǎn)500臺(tái)。

贛鋒鋰業(yè)

贛鋒鋰業(yè)第一代2億瓦時(shí)的固態(tài)電池中試線已順利投產(chǎn)，產(chǎn)品性能達(dá)到達(dá)到公司固態(tài)電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的樣品水平，公司正積極與車廠客戶對(duì)接固態(tài)電池的上車合作事宜。

其固態(tài)電池選擇氧化物厚膜路線，預(yù)計(jì)今年固態(tài)電池會(huì)產(chǎn)生收入。

衛(wèi)藍(lán)新能源

衛(wèi)藍(lán)新能源總經(jīng)理俞會(huì)根6月對(duì)外披露，公司在汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域完成了300Wh/kg以上高鎳三元正極的混合固態(tài)電池設(shè)計(jì)開發(fā)，已經(jīng)給多家國(guó)際國(guó)內(nèi)整車廠送樣測(cè)試，評(píng)價(jià)結(jié)果良好，成功通過針刺、擠壓、過充、短路等濫用試驗(yàn)，循環(huán)壽命達(dá)到1200次以上。

根據(jù)整車廠導(dǎo)入周期18-24個(gè)月考慮，該產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2022年量產(chǎn)，后期會(huì)根據(jù)市場(chǎng)情況和資金情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

產(chǎn)能方面，其去年3月底奠基的固態(tài)電池一期項(xiàng)目總投資1.8億元，計(jì)劃建成年產(chǎn)1億瓦時(shí)固態(tài)電池的生產(chǎn)規(guī)模。俞會(huì)根介紹，受疫情影響，溧陽(yáng)項(xiàng)目受疫情影響供應(yīng)商設(shè)備延遲，預(yù)計(jì)下半年投入生產(chǎn)。

麻省固能

麻省固能(SolidEnergy Systems 簡(jiǎn)稱“SES”)迄今融資近1億美元，鋰金屬達(dá)到480Wh/kg和1000Wh/L并得到第三方驗(yàn)證的企業(yè)。目前在波士頓建立鋰金屬電池研發(fā)中試線，在上海嘉定建立了世界第一個(gè)鋰金屬電池生產(chǎn)展示中心。

當(dāng)前，SES已經(jīng)將鋰金屬電池逐步導(dǎo)入到無人機(jī)、衛(wèi)星、航空、軍用等領(lǐng)域，得到成熟的驗(yàn)證和應(yīng)用，下一步，其正在為電動(dòng)汽車和電動(dòng)飛行汽車的導(dǎo)入做準(zhǔn)備。

按照規(guī)劃，SES預(yù)計(jì)2022年A樣(100Ah以上)，2023年B樣，到2025年能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)SOP。最新的進(jìn)展是，已經(jīng)在和幾家國(guó)際車企確定共同開發(fā)協(xié)議。

QuantumScape

6月17日，硅谷固態(tài)電池開發(fā)商Quantumscape獲大眾汽車2億美元(約合人民幣14.2億元)增資。大眾汽車旨在推進(jìn)固態(tài)電池開發(fā)進(jìn)度，規(guī)劃到2025年建立固態(tài)電池量產(chǎn)生產(chǎn)線。

雙方早于2012年達(dá)成固態(tài)電池合作，2018年大眾汽車注資1億美元成為其最大股東，并共同成立一家專注于固態(tài)電池研究的合資公司，預(yù)計(jì)年內(nèi)設(shè)立試點(diǎn)工廠。

三星SDI

今年3月，三星高級(jí)技術(shù)研究所(SAIT)近期發(fā)布了一款全新固態(tài)電池原型技術(shù)，比傳統(tǒng)鋰離子電池體積小約50%，能量密度提高到900Wh/L，能夠讓當(dāng)前在售的新能源汽車在保持所搭載電池包體積大小不變的情況下，綜合工況續(xù)航里程提升一倍左右。

三星方面表示，這種電池充電次數(shù)可超過1000次(約100萬(wàn)公里的續(xù)航總里程)。目前，該電池技術(shù)還處于原型階段，尚不清楚這項(xiàng)技術(shù)何時(shí)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

SKI

7月，現(xiàn)代汽車集團(tuán)執(zhí)行副董事長(zhǎng)鐘義善在SK Innovation位于忠清南道瑞山市的電動(dòng)汽車電池工廠會(huì)見了SK集團(tuán)董事長(zhǎng)蔡泰元，雙方討論了未來的合作伙伴關(guān)系以及包括鋰金屬電池在內(nèi)的下一代EV技術(shù)。

現(xiàn)代汽車介紹，其不僅在為其電動(dòng)汽車，而且也在為目前正在開發(fā)的無人機(jī)和個(gè)人飛機(jī)尋找下一代電池。

24M

今年2月，泰國(guó)電力和公用事業(yè)公司GPSC宣布投資3520萬(wàn)美元(約合人民幣2.48億元)，在泰國(guó)建立第一座半固態(tài)鋰離子電池廠。該工廠將采用美國(guó)初創(chuàng)電池公司24M 的新型SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)半固態(tài)電池，初期產(chǎn)能為年產(chǎn)30 MWh，計(jì)劃于今年年底建成投產(chǎn)，2021年將提升至100MWh。

同樣在今年2月，日本京瓷正式啟動(dòng)其住宅儲(chǔ)能系統(tǒng)Enerezza，采用24M公司新穎的SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)的半固態(tài)鋰電池，其容量分別為5.0 kWh，10.0 kWh和15.0 kWh，計(jì)劃2020年秋季全面量產(chǎn)。

SemiSolid電極不使用粘合劑，將電解質(zhì)與活性材料混合形成具有獨(dú)特屬性的粘土狀漿料。因此，24M工藝無需大量使用惰性材料和資本密集型工藝(如干燥、溶劑回收、壓延和電解質(zhì)填充)，從而大大降低了制造成本，可將資金減少多達(dá)50%。