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半固态电池产业化提速 众企下场掘金新赛道-凯发官方网站

发布时间:2023-10-14    作者:信宇人    浏览数:546

伴随锂电池下游应用的不断拓展,层出不穷的新需求对锂电池的自身提出了越来越高的性能要求,特别体现在能量密度和安全性方面。从现状看,液态电池的能量密度已经接近理论极限,业内认为发展固态电池将是锂电池行业技术革新的必由之路。就在三元电池和磷酸铁锂电池正为谁是电池主流路线争得难分难解之际,固态电池产业化也在悄然提速。

 

只不过由于全固态电池技术和工艺难题仍未完全解决,我国电池企业普遍选择从液态到半固态再到全固态的渐进式发展路线,希望半固态电池装车量产能够为全固态电池产业链布局打下基础,最终实现全固态的终极目标。公开资料显示,今年以来国内外多家新能源车企已相继宣布半固态电池的装车规划,同时多家电池企业宣布半固态电池已实现装车。

 

其中东风、蔚来、赛力斯等宣布将于今年内实现半固态电池装车,长安深蓝、智己、广汽埃安、高合汽车等车企普遍规划2025年前装车半固态电池。电池企业方面,孚能科技近日宣布,公司自主研发的首代半固态电池已顺利量产装车,电池安全性能和单体电芯能量密度得到提升。亿纬锂能也提到,公司半固态电池已完成设计定型,正在装车验证中。

 

值得注意的是,就在车企对半固态电池装车跃跃欲试之际,发展如火如荼的新型储能行业也对半固态电池抛来橄榄枝。美好的市场前景,也催生了多家 专注固态电池的企业,以清陶能源、卫蓝新能源等为代表的固态电池厂商全身心投入到固态电池研发中,持续更新自已在固态电池领域的最新进展。也使得上述固态电池厂商,成为各路资本青睐的对象。

 

固态电池成资本集中地

 

今年5月31日,上汽集团和清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议,按照协议内容,上汽集团拟通过嘉兴创颀创业投资合伙企业(有限合伙)与嘉兴颀骏一号股权投资合伙企业(有限合伙)向清陶能源追加投资不超过27亿元,深化双方长期、共赢的战略凯发官方网站的合作伙伴关系,率先推动2025年实现固态电池技术“10万辆级”大规模量产落地。

 

而据了解,这也是迄今为止国内固态电池企业获得的最大规模融资,至此上汽集团也成为清陶能源最大的机构投资者。资料显示,上汽集团已于2020年、2022年先后参与清陶能源两轮融资。上汽集团通过对清陶能源多轮融资后,双方将成立合资公司共同开发固态电池技术,依托全球领先的创新技术为消费者打造真正安全节能、高性价比的电动车型。

 

上汽集团表示,固态电池技术是公司新能源战略的重要组成,本次追加投资清陶能源有利于深化布局固态电池技术,抢占固态技术制高点,提升公司新能源产品竞争力。而根据上汽集团此前的规划,2024年上半年旗下智己汽车搭载固态电池的高性能、长续航车型将首先实现规模化量产。2025年上半年飞凡、荣威、名爵等也将推出多款固态电池车型。

 

相关资料显示,清陶能源作为国内固态电池领域的领跑企业,不仅建有国内首条固态锂电池生产线,并且构建了完备的自主知识产权体系。截至目前,公司首代固态电池已今完成装车试验,在实现系统级零热失控前提下,单体能量密度达368wh/kg,测试车辆最大续航里程达1083公里。同时还在核心材料、核心工艺、定制设备等方面实现自主可控。

 

除清陶能源外,赣锋锂业控股子公司赣锋锂电也在今年获得了战略投资。今年年初,国投招商宣布完成对赣锋锂电的投资,支持其加大对固态电池研发投入和产业化步伐,力争突破动力电池能量密度、安全性等难题,这也是赣锋锂电首次引入外部投资。作为赣锋赣锋锂业控股子公司,赣锋锂电业务覆盖消费类电池、储能/动力电池、固态电池等领域。

 

据悉在固态电池领域,赣锋锂电研发团队已从事固态电池研发10余年,自2017年在宁波高新区成立固态电池研发子公司浙江锋锂新能源以来,不断推动固态电池技术进步。公司注重技术的产业化应用,固态电池技术在动力、便携储能、可穿戴及3c数码等领域已形成完善商业化路径,其首代半固态动力电池已在东风e70车型上搭载并成功交付运营。

 

统计数据显示,截至目前国内8家固态电池制造领域相关企业已获得32轮融资。具体来看清陶能源共计获10轮融资,卫蓝新能源和辉能科技均共计获得7轮融资,太蓝新能源获得3轮融资,恩力动力获得2轮融资,赣锋锂电、中科深蓝汇泽、高能时代各获得1轮融资。其中仅在去年上述8家企业就总计获得12轮融资,是名副其实的资本集中地。

 

值得注意的是,除上述固态电池制造领域企业外,固态电池材料相关企业也在不断加快融资步伐。例如今年4月,固态电池正极材料厂商常州苏锂科技有限责任公司宣布完成数千万元天使轮融资,本轮融资由天华新能、东吴创投、中科创星联合投资,资金主要用于中试产线建设、原材料采购、以及团队扩充。与此同时,公司pre-a轮融资已正式启动。

 

今年6月,固态电池核心材料生产商深圳索理德新材料科技有限公司宣布,公司已于近期完成prea 轮融资,投资方包括陕投资本旗下绿金管理公司和辰峰资本,本轮募集资金主要用于技术研发及扩大硅基产品产能建设。根据官方介绍,索理德是专注于固态电池核心材料的企业,旗下产品包括全系列硅基负极业务、固态电解质业务、富锂锰基业务等。

 

业界认为,基于安全和能量密度优势,固态电池已成为电池技术重要发展方向,吸引诸多新能源车企、主流锂电池企业、固态电池领域初创公司、上游材料及设备企业、跨界入局企业等纷纷加强固态电池领域技术攻关,加快量产与上车步伐。相信在资本的密集助力及推动下,作为固态电池过渡产品的半固态电池产业化步履将加快,提前步入装车元年。

 

固态电池项目频繁落地

 

今年全国两会期间,聚焦固态电池、半固态电池的研发和推广等问题,赣锋锂业董事长李良彬表示,固态电池是能够解决安全性及低温性能问题的方案。但全固态电池在技术上仍有较多问题亟待攻克,距离商业化仍有距离。不过半固态电池技术已相对成熟,且具备商业化能力。或许是看到半固态电池的商业化潜力,不少企业开启了固态电池产业建设。

 

年初在上海举行的“投资四川·成都都市圈全球投资推介会”上,清陶能源15gwh动力储能固态电池产业基地正式签约落地成都郫都区。据介绍,清陶能源动力储能固态电池产业基地计划投资100亿元,共分两期在郫都区建设动力储能固态电池产业基地,构建新能源储能产业全国示范生态圈,打造国际新能源技术研发高地,达产后年新增利税30亿元。

 

根据规划,项目首期选址郫都区菁蓉镇,首条产线设计产能1gwh,目前正在调试,预计近期首批半固态电池将在郫都工厂正式下线。值得注意的是,这也是成都首条半固态电池生产线。郫都区相关负责人表示,作为固态电池行业龙头企业,清陶能源签约落地,未来将有望发挥链主引领带动作用,为郫都产业发展注入强劲动能,打造西部现代化新城。

 

除了成都基地,清陶能源还在江苏昆山新建10gwh固态动力电池项目,该项目产品主要面向新能源汽车领域,此次开工的固态动力电池项目将达到100亿瓦时年装机量。项目预计将于今年5月完成土建施工,并在今年内建成投产。此外为了快速实现在绿电储能领域的突破,清陶能源还在西南地区部署固态绿电储能电池生产基地,产能建设领先同行。

 

今年5月,总投资10亿元的中科深蓝汇泽固态锂电池项目在武进国家高新区开工。该项目被列为2023年江苏省重大项目储备项目。项目分两期建设:首期总投资5亿元,计划购买53台生产设备和公共配套设施,如电极制造、电池组装、原位聚合和化学成分选择设备等。预计年产固态锂电池1gwh。资料显示,中科深蓝专注于固态电池研发制造。

 

此外固态电池的市场前景还吸引了跨界者的进入。今年4月底,高乐股份公告称,广东高乐股份有限公司与义乌经开区管委会本着诚实互信、优势互补、互惠互利、共同发展的原则,就公司拟投资建设2gwh纳米固态电池项目事项,双方拟定于2023年4月底在义乌签署《纳米固态电池项目投资协议》。预计总投资20亿元,规划电池年产能2gwh。

 

早些时候,主营水处理业务的上海洗霸披露2023年度非公开发行股票预案,拟募资总额不超7亿元,用于固态电池材料生产基地建设、研发基地建设及补充流动资金。其中生产基地建设项目的实施地点位于上海市松江区,建设内容包含药剂车间、固态电池电解质厂房及水处理设备生产车间等。项目规划投资总额为4.72亿元,建设周期约为24个月。

 

加上此前宣布进军固态电池领域的珈玮股份、金龙羽等企业,可以说固态电池赛道挤满了跨界玩家。不过在业内人士看来,固态电池技术门槛较高,其商用前景目前来看还是比较遥远的话题。固态电池属于技术密集型、资金密集型产业,没有数十年以上的深耕与积累难有所成,即使是主流电池企业也难言突破。因此是炮制概念还是真转型,令人生疑。

 

产业化进程加速

 

当前整个行业的共识是,提升电池能量密度与安全性已经成为锂电池行业内目前面临的最大挑战,当然其中也暗含重大的发展机遇。尽管固态电池在安全性、能量密度等方面具备无与伦比的优势,是未来锂电行业发展的重要方向。但现阶段而言,技术和成本依然是横亘在固态电池商业化道路中的巨大阻碍,严重制约其快速实现商业化速度和推广普及。

 

因此国内涉及固态电池的企业短期内仍聚焦于更具兼容性、经济性的半固态路线。其中包括卫蓝新能源、赣锋锂电、清陶能源、亿纬锂能、孚能科技、国轩高科等。资料显示早在2020年半固态电池就已实现首次装车突破,但能量密度在260wh/kg的水平,相较于传统的电池路线性能提升有限。但到了今年,半固态电池的能量密度已经实现了质的飞跃。

 

比如卫蓝新能源目前推出的半固态电池,能量密度达到350wh/kg;国轩高科去年5月发布首款半固态电池产品,单体能量密度达360wh/kg;清陶能源早在2018年建成国内首条固态电池生产线,其半固态电池单体能量密度可达到368wh/kg;孚能科技推出的半固态电池产品,能量密度达到330wh/kg。相较于传统电池,其能量密度优势已非常明显。

 

值得注意的是,作为全球动力电池巨头,宁德时代于近期推出凝聚态电池,在业内引起广泛关注。今年4月,宁德时代首席科学家吴凯在上海车展上首次发布凝聚态电池,单体能量密度高达500wh/kg,有望率先应用于航空领域。宁德时代董事长曾毓群表示,对比全固态电池我们的凝聚态电池可实现高比能与高安全性兼得,并且可以更快地实现量产。

 

宁德时代表示,该电池采用高动力仿生凝聚态电解质,不同于普通液态锂离子电池的电解液呈完全100%的液态,而是呈半固态化的胶质状态。这使得凝聚态电池既能完成锂离子在正负极的传导工作,也因为电解液本身的粘性使得流动性降低,能够提高动力电池整体的安全性能,避免了传统液态锂离子电池热失控的巨大风险,在安全性能上表现突出。

 

与此同时,该电池还构建了微米级别自适应网状结构,调节链间相互作用力,力求在增强微观结构稳定性的同时,提高电池动力学性能,提升锂离子运输效率。此外凝聚态电池还聚合了包括超高比能正极、新型负极等创新技术。目前该电池正在进行民用电动载人飞机项目的开发,执行航空级标准测试,后续还将推出车规级版本,可在今年内实现量产。

 

业内人士认为,如果凝聚态电池可以适应航空级要求,那么也将顺利通过车规级应用的各类安全测试,其量产装车必将对半固态电池的规模应用产生积极的推动作用。而且该凝聚态电池可以拥有软包、方形等多种形态,对比得知其软包形态性能最好,可以给车企提供更多且更适合的方案,而宁德时代凝聚态电池也有望承载起向全固态电池过度的重任。

 

除电池企业外,其他产业链企业也纷纷公布自己在固态电池领域的最新进展。如赢合科技宣布公司叠片设备可以应用于半固态电池生产线,公司半固态电池设备已向行业内头部客户供货;英联股份新能源汽车动力锂电池复合铜箔、复合铝箔项目的产品可作为固态电池集流体应用;翔丰华也宣布,其应用于固态电池的新型硅碳负极材料已取得重大进展。

 

伴随着半固态电池性能提升,产业链布局完善,近日国内外多家新能源车企纷纷宣布半固态电池装车规划,今有望成为半固态电池装车元年。其中东风、蔚来、赛力斯已宣布将今年实现半固态电池装车,长安深蓝、广汽埃安、高合等车企普遍规划2025年前装车半固态电池。宝马、奔驰、大众等均计划于2025年前后推出搭载半固态电池的电动车型等。

 

除了应用于电动汽车,半固态电池也开始被应用于新兴的储能领域。今年4月,江西赣州高新区拟投资建设单体大容量固态电池1gwh用户侧储能电站。据悉该储能电站项目预估算总投资45亿元。建成后能够满足十万户家庭每天的应急用电需求,并且可满足每天两万辆电动车充电需求,彻底解决城市和加油站电动车充电问题以及电负荷不够的难题。

 

业内人士认为,基于高安全性和高能量密度等优势,半固态电池目前已成为电池技术重要发展方向,吸引着诸多车企、电池厂商持续加码和布局。而在资本的助力和推动下,半固态电池有望步入产业化的快车道。只不过,尽管半固态电池可以实现量产装车,其生产成本仍比液态电池高出不少,因此性价比不高,未来仍需要通过规模化生产持续降低成本。


来源:动力电池网

 

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