固态电池和半固态电池的区别,固态电池和液态电池区别

首页 > 数码 > 作者:YD1662023-03-16 14:15:42

产业化情况:据投资者调研,宁德时代在固态电池研发方面深耕多年,目前处于第一梯队,公司21年5月已经可以做出固态电池样品,但是距离实现固态电池商业化还有很远的路要走,宁德预计固态电池至少2030年才能实现量产

5.1.6. 清淘能源

概况:公司以实现固态锂电池的产业化为核心战略,率先实现了固态锂电池的产业化,建有国内首条固态锂电池产线和全球首条固态动力锂电池规模化量产线。公司先后获得了北汽、上汽、广汽、中银投和上海科创等机构的战略投资,目前公司估值超百亿,正抓紧筹备登陆科创板。

研发团队:清华大学南策文院士团队领衔创办

技术路线:

1)第一代产品:半固态(已量产),电解质以氧化物为主,体系中含有特殊配置的浸润液体,正极和负极材料和目前液态锂电池材料类似,目前产线70%的设备和目前的液态电池体系是共用的,有30%的设备是创新设备。预估能量密度上限为420Wh/kg。

2)第二代产品:固态(正在中试),浸润液的含量降到5%以下,正极材料仍然采用高镍的材料,同时尝试高电压的平台,负极材料是含锂的复合负极,与第一代产品较大的差别是没有中间的隔膜材料,预计产线设备中60%为新创设备。公司总经理22年8月表示,第二代产品预计2年后实现量产。

3)第三代产品:全固态产品(规划中,尚未有实验室样品)。这一代产品中间没有任何的液体,目标解决能量密度突破500Wh/kg的问题,正极材料为无锂或缺锂,以无机材料为主制备固态电解质。预计整条产线上除了最后的分溶设备以外,其他的设备和目前的液态电池体系完全不兼容。

成本:

1)第一代产品通过满负荷生产和规模化的应用,已经做到了和液态锂电池成本相当。

2)第二代产品,由于制程的大幅缩短,且单体能量密度大幅提升,公司预计单位成本与液态电池相比有20%的下降空间。

3)第三代产品:由于完全没有液体,制程进一步的缩短,公司预计单位成本与液态电池相比有40%的下降空间。

产品:已开发出四大类固态锂电池产品,具体如下:

1)高安全便携式设备电源,主要应用在智能穿戴装备、儿童电子用品、异形空间等场景;

2)特种环境安全电源系统,主要应用在分布式设备电源系统、密闭环境电源系统等场景;

3)电动智能出行安全动力电源,主要应用在电动汽车、轨道交通、短途出行工具、特种车辆等场景;

4)轻量化高比能动力电源,主要应用在飞行类设备、高端乘用车等场景。

技术路径:

产能:

1)达产:宜春清陶动力固态锂电池项目(一期)投资5.5亿元,21年达产,年产能1GWh。

2)在建:昆山清陶新能源固态锂电池产业化项目22年2月开工,预计23年5月完成土建施工,23年年内投产,建筑面积约28万平方米,总投资50亿元,达产后预计新增产值100亿元,新增产能10GWh。

战略合作:公司与当升科技、利元亨、翔丰华、上汽、北汽新能源、合众新能源等多家上下游企业达成战略合作。其中,公司22年7月与上汽集团创新研究开发总院共同挂牌成立了固态电池的联合实验室,面向新一代的固态电池进一步合作开发。

产业化情况:

1)乘用车领域:

20年7月搭载清淘固态电池系统的纯电动样车在北汽新能源完成调试,成功下线。

搭载清淘固态动力锂电池的哪吒U汽车20年下半年于工信部申报

21年初开始与上汽集团联合开发,21年8月实现电池包的交付,21年11月完成实车测试,测试结果综合续航1083公里。电池单体的能量密度368Wh/kg,电池包能量密度255Wh/kg,可量产,实车交付6辆。

2)特种应用领域:

大功率应用方面,一些特殊的大国重器上需要持续大电流的放电,通过固态电池可以减少武器装备的体积。目前已有实际应用。便携式应用方面,在无人机、个人互动装备等方面已有批量应用。储能方面,固态电池在储能应用领域最大的核心特点是安全,清陶正在进行渗透和布局。

3)其他领域:21年固态能量舱产品在金融领域成功推广,22年8-12月该产品成功交付昆山市第一人民医院新院区(昆山东部医疗中心)和苏州昆山奥体中心(昆山足球场)项目。

5.1.7. 辉能科技

技术路线:202210月巴黎国际车展上,辉能科技推出了新一代硅负极固态电池。据辉能科技介绍,硅基负极材料是新型动力电池发展的关键推动力之一。对于当前的液态型动力电池来说,由于硅基负极存在的膨胀难题,硅材料占负极成分的比例很难超过10%。辉能科技克服了这一难题,全球首发新一代100%硅氧负极的固态电池。此次发布的新电池产品能量密度可达到295-330Wh/Kg。

产业化情况:17年试产线开始投产,并已累积超过 4 千个质量控制点、99.9%的单层电芯良率及 94%的多层电芯良率,已提供超过8千颗由全自动试产线生产的固态电池样品。规划3GWh 产能的量产线预计23 年初投产,23年底达成;同时,22年10月发布的新一代电池产品预计于2023Q1送样。

战略合作:

1)与奔驰:22年1月,梅赛德斯-奔驰与辉能科技签署了共同开发下一代电池的技术合作协议,奔驰投资金额达数百万欧元。首款搭载全新的固态电池车型预计将在未来几年推出,并将逐渐在未来五年搭载在一系列乘用车当中。

2)与FEV:22年6月,FEV宣布与辉能科技签订合作意向书,将基于辉能科技独家的固态电池技术,结合双方的专业知识携手开发固态电池能源储存方案。(FEV集团是一家独立的国际领先、拥有自主整车及动力总成软硬件开发能力的服务供货商,总部位于德国亚琛)

5.2. 电解质及原材料供应商

5.2.1. 东方锆业

产品:

1)氯氧化锆:制造二氧化锆、复合氧化锆的主要原材料。

2)二氧化锆:可用于三元系新能源电池正极材料添加剂,能够起到增加电池循环寿命、提高能量密度等作用。公司在投资者调研披露称,单位固态电池对二氧化锆的需求相较单位三元系新能源电池的需求大幅提高,如果固态电池量产后,二氧化锆的需求将爆发增长,该产品将显著提升公司的业务规模和盈利水平。

3)氧化锆、氧化钪:可用于制作固态电池电解质材料,同时可作为固态电池正极添加剂。

产业化情况:据公司公告,锆产品在固态电池上的应用仍处于试验阶段,需要3-5年才有投入生产计划,公司已提供锆产品样品供下游厂家研发。

竞争优势:1)锆产业链完整,品种齐全。公司是全球品种最齐全的锆制品专业制造商之一,公司产品涵盖锆英砂、钛精矿、独居石、硅酸锆、氯氧化锆、电熔锆、二氧化锆、复合氧化锆、氧化锆陶瓷结构件九大系列共一百多个品种规格。2)把控上游资源,积极布局上游产业链。公司深耕澳大利亚锆矿砂资源十余年,目前已形成了如下表所示采矿权证、保留许可权证布局。

表:东方锆业采矿权证、保留许可权证布局

固态电池和半固态电池的区别,固态电池和液态电池区别(17)

相关矿产相关资源的取得,能够满足未来开采的需要,奠定了公司未来持续健康发展的坚实基础。3)锆相关工艺完善,制定多项行业标准。自成立以来,公司主持或参与《复合氧化锆粉体》等二十余项国家或行业标准的制定,并已于2013年8月通过广东省质监局的标准化良好行为企业的现场确认,获得AAAA评价,并为全国有色金属标准化技术委员会委员和全国化学标准化技术委员会无机化工分会委员目前公司研发人员目前共计180余人,已主持或参与制订20余项国家或行业标准,填补了部分产品国内无标准可依的空白。

4)已形成多个规模化生产基地,包括广东汕头的复合氧化锆粉体、硅酸锆、氧化锆结构陶瓷生产基地;广东乐昌的氯氧化锆、二氧化锆生产基地;河南焦作的氯氧化锆、二氧化锆、复合氧化锆、氧化铝、电熔氧化锆、氧化锆陶瓷结构件生产基地;湖南耒阳的电熔氧化锆生产基地;以及在建的云南楚雄电熔氧化锆生产基地等。

5.2.2. 上海洗霸

产品:锂离子电池固态电解质粉体先进材料

技术路线:氧化物电解质

产业化情况:据公司微信公众号,锂离子电池固态电解质粉体先进材料吨级至拾吨级工业化标准产线建设于22年12月启动,并已于23年1月中旬一次性试产成功,产品经硅酸盐所测试,各项指标均达到设计标准,现已进入产线工艺优化阶段。相关主体已与天津某电池企业达成初步合作意向,预计23年2月完成送样检测,后续拟率先投用于无人机等民用端应用场景。

研发合作:22年8月,上海洗霸与硅酸盐所达成共建固态电池先进材料联合实验室。22年9月,双方签署固态电解质材料技术相关知识产权转让协议。22年11月,上海科源固能新能源科技有限公司(上海洗霸控股70%,硅酸盐所张涛参股30%)成立。

1)硅酸盐所方面,硅酸盐所张涛团队在固态电池电解质核心材料宏量制备和固固界面革新型技术成果,已被验证可行,并已实施放大,正式开启了固态电解质粉体先进材料产业化开发工作。

2)上海洗霸方面,上海洗霸内部设立先进材料事业部,支持固态电解质迭代、介孔硬碳等先进材料项目的研发工作。

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