2024鋰電固態(tài)電池技術(shù)大趨勢(shì)

鋰電固態(tài)電池技術(shù)大趨勢(shì)鋰電固態(tài)電池技術(shù)大趨勢(shì)2TS所目NTEC0NTENTS中泰錄1固態(tài)電池的研發(fā)意義N｜領(lǐng)先｜深度｜ 2TS所目NTEC0NTENTS中泰錄1固態(tài)電池的研發(fā)意義N｜領(lǐng)先｜深度｜ 固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代安全性能迭代：本征安全問題的解決軟包電池鼓包、脹氣，極耳焊接處漏液，和熱失控問題全固態(tài)電池結(jié)構(gòu)??存在液態(tài)組分，在極耳焊接處容易發(fā)生漏液，造成生產(chǎn)良率低和安全隱患大；電解液在電池使用過程中發(fā)生反應(yīng)分解，產(chǎn)生氣體，造成內(nèi)部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)形變（如極片間距擴(kuò)大），影響電池性能和壽命；存在可燃有機(jī)成分，閃點(diǎn)低，由內(nèi)部短路產(chǎn)生的熱量、火星，易引發(fā)連鎖反應(yīng)，造成熱失控。摒棄液相組分，固態(tài)電解質(zhì)充當(dāng)隔膜、電解液的功能，隔離正負(fù)極，傳導(dǎo)離子；電池結(jié)構(gòu)不含有任何低閃點(diǎn)、易燃的有機(jī)溶劑；固態(tài)電解質(zhì)具備一定的厚度和機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)枝晶的產(chǎn)生存在一定的遏制作用。????3固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代安全性能迭代：本征安全問題的解決軟包電池鼓包、脹氣，極耳焊接處漏液，和熱失控問題全固態(tài)電池結(jié)構(gòu)??存在液態(tài)組分，在極耳焊接處容易發(fā)生漏液，造成生產(chǎn)良率低和安全隱患大；電解液在電池使用過程中發(fā)生反應(yīng)分解，產(chǎn)生氣體，造成內(nèi)部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)形變（如極片間距擴(kuò)大），影響電池性能和壽命；存在可燃有機(jī)成分，閃點(diǎn)低，由內(nèi)部短路產(chǎn)生的熱量、火星，易引發(fā)連鎖反應(yīng)，造成熱失控。摒棄液相組分，固態(tài)電解質(zhì)充當(dāng)隔膜、電解液的功能，隔離正負(fù)極，傳導(dǎo)離子；電池結(jié)構(gòu)不含有任何低閃點(diǎn)、易燃的有機(jī)溶劑；固態(tài)電解質(zhì)具備一定的厚度和機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)枝晶的產(chǎn)生存在一定的遏制作用。????3固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代化學(xué)體系迭代方向：傳統(tǒng)鋰電池體系vs全固態(tài)電池體系固態(tài)電池化學(xué)體系Roadmap（SolidPower）?隨著本征安全性能的提高，全固態(tài)體系，正極材料可以從傳統(tǒng)的中、高鎳三元材料，替代為無(wú)鈷、富鋰正極，和高電壓磷酸鋰鎳正極（LiNiPO4，5.2V，170mAh/g固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代化學(xué)體系迭代方向：傳統(tǒng)鋰電池體系vs全固態(tài)電池體系固態(tài)電池化學(xué)體系Roadmap（SolidPower）?隨著本征安全性能的提高，全固態(tài)體系，正極材料可以從傳統(tǒng)的中、高鎳三元材料，替代為無(wú)鈷、富鋰正極，和高電壓磷酸鋰鎳正極（LiNiPO4，5.2V，170mAh/g），能量密度天花板進(jìn)一步被突破；?由于液相組分的去除，負(fù)極可以由傳統(tǒng)的石墨負(fù)極（330～370mAh/g），過渡到金屬鋰負(fù)極（1500～3500mAh/g），比容量顯著提高；在全固態(tài)體系，傳統(tǒng)三元正極搭配金屬鋰負(fù)400Wh/kg；?界面化學(xué)：可通過構(gòu)建高界面能、低電子電導(dǎo)以及具備自修復(fù)功能的人工界面層，改善鋰枝晶造成的潛在問題。4固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代工藝迭代方向：半固態(tài)工藝路線與現(xiàn)有軟包工藝兼容軟包電池主要工藝流程鋁塑殼成型混料涂布輥壓模切疊片極耳焊接頂側(cè)封后處理化成活化烘烤排期封口老化注液?半固態(tài)路線1：隔膜涂覆固態(tài)電解質(zhì)層；正極摻混固態(tài)電解質(zhì)；電解液用量降低工藝路線與現(xiàn)行軟包電池工藝一致，成熟度高，產(chǎn)線兼容，無(wú)需增設(shè)產(chǎn)線設(shè)備。???半固態(tài)路線2：增加原位固化工藝，即電解液凝膠化，降低液相組分工藝上的主要把控點(diǎn)，包括固化時(shí)間、壓力和溫度，以及固化與化成等工序的順序；固化時(shí)間接近2–3小時(shí)，對(duì)生產(chǎn)效率造成一定影響；設(shè)備上面，工藝分為熱固化、電化學(xué)固化、紫外線固化，熱固化設(shè)備與傳統(tǒng)鋰電產(chǎn)線的熱壓工藝設(shè)備兼容，后者需要調(diào)整化成工藝、增加對(duì)應(yīng)設(shè)備，影響小。5固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代工藝迭代方向：半固態(tài)工藝路線與現(xiàn)有軟包工藝兼容軟包電池主要工藝流程鋁塑殼成型混料涂布輥壓模切疊片極耳焊接頂側(cè)封后處理化成活化烘烤排期封口老化注液?半固態(tài)路線1：隔膜涂覆固態(tài)電解質(zhì)層；正極摻混固態(tài)電解質(zhì)；電解液用量降低工藝路線與現(xiàn)行軟包電池工藝一致，成熟度高，產(chǎn)線兼容，無(wú)需增設(shè)產(chǎn)線設(shè)備。???半固態(tài)路線2：增加原位固化工藝，即電解液凝膠化，降低液相組分工藝上的主要把控點(diǎn)，包括固化時(shí)間、壓力和溫度，以及固化與化成等工序的順序；固化時(shí)間接近2–3小時(shí)，對(duì)生產(chǎn)效率造成一定影響；設(shè)備上面，工藝分為熱固化、電化學(xué)固化、紫外線固化，熱固化設(shè)備與傳統(tǒng)鋰電產(chǎn)線的熱壓工藝設(shè)備兼容，后者需要調(diào)整化成工藝、增加對(duì)應(yīng)設(shè)備，影響小。5固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代（）干法電極工藝正極：原料混合模切漿料涂覆I烘干層壓袋抽真空負(fù)極：AgICI溶劑混合堆疊模切等靜壓焊接固體電解質(zhì)I粘結(jié)劑I濕法成膜I烘干電解質(zhì)膜：模切封裝?干電極示意圖：?等靜壓示意圖：??工廠布局需調(diào)整，增配固體電解質(zhì)成膜工藝設(shè)備及生產(chǎn)線；新增等靜壓等新工藝，對(duì)產(chǎn)線影響大。等靜壓工藝的設(shè)備生產(chǎn)、調(diào)試及使用難度大，目前良率較低，需要積累大量know-how經(jīng)驗(yàn)以趕上鋰電池輥壓、熱壓工藝的效率和良率水平；全固態(tài)路線，電池組分均為固相，可采用干電極技術(shù)，將漿料混合、涂布、烘干、碾壓幾道工序結(jié)合一體，極大提高生產(chǎn)效率。?6固態(tài)電池：安全、體系、工藝上的三重迭代（）干法電極工藝正極：原料混合模切漿料涂覆I烘干層壓袋抽真空負(fù)極：AgICI溶劑混合堆疊模切等靜壓焊接固體電解質(zhì)I粘結(jié)劑I濕法成膜I烘干電解質(zhì)膜：模切封裝?干電極示意圖：?等靜壓示意圖：??工廠布局需調(diào)整，增配固體電解質(zhì)成膜工藝設(shè)備及生產(chǎn)線；新增等靜壓等新工藝，對(duì)產(chǎn)線影響大。等靜壓工藝的設(shè)備生產(chǎn)、調(diào)試及使用難度大，目前良率較低，需要積累大量know-how經(jīng)驗(yàn)以趕上鋰電池輥壓、熱壓工藝的效率和良率水平；全固態(tài)路線，電池組分均為固相，可采用干電極技術(shù)，將漿料混合、涂布、烘干、碾壓幾道工序結(jié)合一體，極大提高生產(chǎn)效率。?6固態(tài)電池開發(fā)路徑–鋰電終極形態(tài)固態(tài)電池開發(fā)路徑液態(tài)電池向全固態(tài)迭代，分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)等階段。NCM15-20wt%250-290Wh/kg液態(tài)電池石墨電解液一般差成熟完成NCM8-15wt%Up1-4%石墨電解液好中成熟具備量產(chǎn)條件半固態(tài)原位固化/固液混合<8wt%Up20%高鎳硅基負(fù)極好中下中具備量產(chǎn)條件準(zhǔn)固態(tài)高鎳硅基負(fù)極固態(tài)電解質(zhì)無(wú)High中高大中固態(tài)電池NextGENLi-Metal固態(tài)電解質(zhì)無(wú)Extremehigh中高大低???本征安全性能的提升，電池可以適配更極端的化學(xué)體系、Pack層級(jí)，可適配空間利用率的軟包形態(tài)，同時(shí)縮減液冷系統(tǒng)配置；化學(xué)體系方面，隨著正負(fù)極主材向高克容量體系迭代，材料的單耗顯著下降，加之鋰回收產(chǎn)業(yè)的成熟，電池單位成本有望降低；生產(chǎn)制造方面，干電極等高效生產(chǎn)工藝的使用，進(jìn)一步攤低了制造成本，提高生產(chǎn)效率，為電動(dòng)車的全面滲透營(yíng)造條件。7階段 正極 負(fù)極 電解質(zhì) 液相含量 能量密度 電性能 安全性 量產(chǎn)難度 研發(fā)進(jìn)度固態(tài)電池開發(fā)路徑–鋰電終極形態(tài)固態(tài)電池開發(fā)路徑液態(tài)電池向全固態(tài)迭代，分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)等階段。NCM15-20wt%250-290Wh/kg液態(tài)電池石墨電解液一般差成熟完成NCM8-15wt%Up1-4%石墨電解液好中成熟具備量產(chǎn)條件半固態(tài)原位固化/固液混合<8wt%Up20%高鎳硅基負(fù)極好中下中具備量產(chǎn)條件準(zhǔn)固態(tài)高鎳硅基負(fù)極固態(tài)電解質(zhì)無(wú)High中高大中固態(tài)電池NextGENLi-Metal固態(tài)電解質(zhì)無(wú)Extremehigh中高大低???本征安全性能的提升，電池可以適配更極端的化學(xué)體系、Pack層級(jí)，可適配空間利用率的軟包形態(tài)，同時(shí)縮減液冷系統(tǒng)配置；化學(xué)體系方面，隨著正負(fù)極主材向高克容量體系迭代，材料的單耗顯著下降，加之鋰回收產(chǎn)業(yè)的成熟，電池單位成本有望降低；生產(chǎn)制造方面，干電極等高效生產(chǎn)工藝的使用，進(jìn)一步攤低了制造成本，提高生產(chǎn)效率，為電動(dòng)車的全面滲透營(yíng)造條件。7階段 正極 負(fù)極 電解質(zhì) 液相含量 能量密度 電性能 安全性 量產(chǎn)難度 研發(fā)進(jìn)度8TS所目NTEC0NTENTS中泰錄2固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)N｜領(lǐng)先｜深度｜ 8TS所目NTEC0NTENTS中泰錄2固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)N｜領(lǐng)先｜深度｜ 固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)的應(yīng)用場(chǎng)景半固態(tài)電池（10wt%液態(tài)成分）全固態(tài)電池隔膜1.隔膜+固態(tài)電解質(zhì)涂層?固態(tài)電解質(zhì)膜?硅基負(fù)極?1.正極摻混：三元NGM+固態(tài)電解質(zhì)包覆：固態(tài)電解質(zhì)包覆三元NGM?鋰金屬負(fù)極?新型正極材料2.固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)的應(yīng)用場(chǎng)景半固態(tài)電池（10wt%液態(tài)成分）全固態(tài)電池隔膜1.隔膜+固態(tài)電解質(zhì)涂層?固態(tài)電解質(zhì)膜?硅基負(fù)極?1.正極摻混：三元NGM+固態(tài)電解質(zhì)包覆：固態(tài)電解質(zhì)包覆三元NGM?鋰金屬負(fù)極?新型正極材料2.?半固態(tài)路線，固態(tài)電解質(zhì)作為添加劑與正極主材進(jìn)行摻混、包裹，或做為涂層材料涂覆于隔膜上，以此增加離子電導(dǎo)?全固態(tài)電池，固態(tài)電解質(zhì)粉體被制造成固態(tài)電解質(zhì)膜，夾在正負(fù)極之間，起到隔離正負(fù)極，防止短路、導(dǎo)通離子的功能。9固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)：三種主要路線固態(tài)電池的技術(shù)重心圍繞電解質(zhì)的開發(fā)展開：固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率相對(duì)液體電解液低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，獲得解決液態(tài)水平（10-2~10-1S/cm）的固態(tài)電解質(zhì)，制作難度大、成本高。?硫化物體系，離子電導(dǎo)率最高的，達(dá)到解決液態(tài)電解液的水平（10–23/×m）。穩(wěn)定較差，容易與氧氣和水反應(yīng)，產(chǎn)生有毒氣體硫化氫，批量生產(chǎn)需要對(duì)工程、制成做全流程嚴(yán)格管控。惰性氣體的生產(chǎn)氛圍導(dǎo)致成本比較高；Li23等物固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)：三種主要路線固態(tài)電池的技術(shù)重心圍繞電解質(zhì)的開發(fā)展開：固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率相對(duì)液體電解液低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，獲得解決液態(tài)水平（10-2~10-1S/cm）的固態(tài)電解質(zhì)，制作難度大、成本高。?硫化物體系，離子電導(dǎo)率最高的，達(dá)到解決液態(tài)電解液的水平（10–23/×m）。穩(wěn)定較差，容易與氧氣和水反應(yīng)，產(chǎn)生有毒氣體硫化氫，批量生產(chǎn)需要對(duì)工程、制成做全流程嚴(yán)格管控。惰性氣體的生產(chǎn)氛圍導(dǎo)致成本比較高；Li23等物??聚合物電解質(zhì)易加工，且機(jī)械性能好，柔性佳。氧化物電解質(zhì)機(jī)械、化學(xué)穩(wěn)定性，且原材料豐富易得。氧化物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率與硫化物相比相對(duì)較低，但其具備穩(wěn)定的性能，更適宜做固態(tài)電解質(zhì)涂覆隔膜使用；應(yīng)用上仍需要配合摻雜、界面層調(diào)控等工藝去改善離子電導(dǎo)率。??????10固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)的性能對(duì)比?當(dāng)前，氧化物固態(tài)電解質(zhì)在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)上，都走在最前，典型的氧化物固態(tài)電解質(zhì)：石榴石型（LLZO）的優(yōu)點(diǎn)是具有較寬的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口，在鋰金屬陽(yáng)極存在下的化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性亦是最高。缺點(diǎn)是鑭源相對(duì)受限，同時(shí)超過1000°C的燒結(jié)溫度造成較高的成本；NASICON型（LATP鈉超離子導(dǎo)體）電解質(zhì)制備工藝簡(jiǎn)單，易于加工處理，空氣穩(wěn)定強(qiáng)。但對(duì)鋰金屬陽(yáng)極呈現(xiàn)化學(xué)不穩(wěn)定性。?10-2-10-31-2.5V>600°C硫化物差高高10-30.36-4.35V>600°C鹵化物略差中中NASICON代表材料LATP（磷酸鈦鋁鋰，Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3）1-2x10-30.8-5V>1000°C穩(wěn)定低低石榴石代表材料LLZO（鋰瀾鋯氧，1-2x10-3氧化物~6V固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)的性能對(duì)比?當(dāng)前，氧化物固態(tài)電解質(zhì)在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)上，都走在最前，典型的氧化物固態(tài)電解質(zhì)：石榴石型（LLZO）的優(yōu)點(diǎn)是具有較寬的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口，在鋰金屬陽(yáng)極存在下的化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性亦是最高。缺點(diǎn)是鑭源相對(duì)受限，同時(shí)超過1000°C的燒結(jié)溫度造成較高的成本；NASICON型（LATP鈉超離子導(dǎo)體）電解質(zhì)制備工藝簡(jiǎn)單，易于加工處理，空氣穩(wěn)定強(qiáng)。但對(duì)鋰金屬陽(yáng)極呈現(xiàn)化學(xué)不穩(wěn)定性。?10-2-10-31-2.5V>600°C硫化物差高高10-30.36-4.35V>600°C鹵化物略差中中NASICON代表材料LATP（磷酸鈦鋁鋰，Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3）1-2x10-30.8-5V>1000°C穩(wěn)定低低石榴石代表材料LLZO（鋰瀾鋯氧，1-2x10-3氧化物~6V>1000°C中中高 Li7La3Zr2O12） 鈣鈦礦型4x10-4代表材料為L(zhǎng)LTO（鋰鑭鈦氧，0.6-5V>1000°C中中低 Li0.33La0.56TiO3） 復(fù)合電解質(zhì)應(yīng)用前景：氧化物剛性大，脆度高，充放電循環(huán)過程中體積發(fā)生變化，由于缺乏彈性界面接觸降低，存在形成裂縫的隱患。與聚合物材料復(fù)合使用，可以降低該材料的剛性和脆度；氧化物的離子電導(dǎo)率作為電解質(zhì)材料偏低，除了與凝膠態(tài)、液態(tài)電解液的混合，制備硫化物/氧化物復(fù)合材料亦是一種解決方案。??11類型 離子電率 電化學(xué)定窗口 熱穩(wěn)定性 空氣穩(wěn)性 批量生難度 成本Scm-112TS所目NTEC0NTENTS中泰錄3產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，我們?nèi)绾胃橬｜領(lǐng)先｜深度｜ 12TS所目NTEC0NTENTS中泰錄3產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，我們?nèi)绾胃橬｜領(lǐng)先｜深度｜ 跟蹤點(diǎn)1：硫化物固態(tài)電解質(zhì)批量工藝的簡(jiǎn)化、降本優(yōu)化固相法工藝，降低能耗，或開發(fā)新型硫化物批量生產(chǎn)工藝固相法涉及機(jī)械球磨混合，粉末壓片，惰性氣氛、真空條件下燒結(jié)，時(shí)間長(zhǎng)，燒結(jié)溫度高，能耗大且效率不高。液相法和氣相法硫化物制備工藝有望簡(jiǎn)化制備工藝，實(shí)現(xiàn)低能耗高效生產(chǎn)。氣相法：首先將Li，M源（Sn、Sb、As、P的化合物）混合置于加熱爐；S跟蹤點(diǎn)1：硫化物固態(tài)電解質(zhì)批量工藝的簡(jiǎn)化、降本優(yōu)化固相法工藝，降低能耗，或開發(fā)新型硫化物批量生產(chǎn)工藝固相法涉及機(jī)械球磨混合，粉末壓片，惰性氣氛、真空條件下燒結(jié)，時(shí)間長(zhǎng)，燒結(jié)溫度高，能耗大且效率不高。液相法和氣相法硫化物制備工藝有望簡(jiǎn)化制備工藝，實(shí)現(xiàn)低能耗高效生產(chǎn)。氣相法：首先將Li，M源（Sn、Sb、As、P的化合物）混合置于加熱爐；S源加入硫源氣體發(fā)生裝置，對(duì)加熱爐完成洗氣后，在以設(shè)定通氣速率通入含S源的氣體的環(huán)境下，加熱爐升溫至200℃-800℃，保持一定溫度保溫反應(yīng)生產(chǎn)硫化物固態(tài)電解質(zhì)。液相法：首先將硫化物前驅(qū)體，例如Li2S和P2S5，與THF等有機(jī)溶劑混合，在室溫下持續(xù)攪拌，產(chǎn)生沉淀；其次通過離心，和中溫加熱，兩部分離得到產(chǎn)品Li3PS4；?氣相法一步合成，工藝步驟簡(jiǎn)化且操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；無(wú)需在真空環(huán)境或惰性氣氛保護(hù)條件下進(jìn)行合成，生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)線建設(shè)投入成本大幅降低。?相較固相法，免除了高溫淬火和球磨工藝的高能耗，在大規(guī)模量產(chǎn)具備成本優(yōu)勢(shì)；產(chǎn)品形貌和粒度可通過溶劑參數(shù)調(diào)控，粒度可達(dá)納米級(jí)別；缺點(diǎn)是殘留反應(yīng)物、副產(chǎn)品和溶劑不易排除，造成材料性能損失。???13跟蹤點(diǎn)2：氧化物電解質(zhì)的差異化方案市場(chǎng)上氧化物電解質(zhì)主要廠家的工藝路線，存在較大差異化贛鋒鋰業(yè)：噴霧干燥與固相法結(jié)合—球形含鋰氧化物電解質(zhì)（LLZO）天目先導(dǎo)：二次水熱法—納米級(jí)氧化物電解質(zhì)（LATP）??水熱法可解決固相法燒結(jié)過程晶粒尺寸/晶格結(jié)構(gòu)變化大，且雜質(zhì)容易混入的問題。在此基礎(chǔ)上，公司通過二次水熱的方式有效控制晶粒尺寸，提高離子擴(kuò)散系數(shù)；產(chǎn)品3EM圖像顯示，粒徑在納米級(jí)別（1–‘00nm），且均勻分散。相較于一次水熱工藝（右圖），晶粒尺寸明顯降低，且粒徑范圍縮?。粚⑶膀?qū)體混合物研磨混勻，以噴霧干燥方式獲得球形微觀形貌的前驅(qū)體混合物，接著再對(duì)前驅(qū)體燒結(jié)，充分反應(yīng)獲得對(duì)應(yīng)的多孔球形LL20粉體材料；跟蹤點(diǎn)2：氧化物電解質(zhì)的差異化方案市場(chǎng)上氧化物電解質(zhì)主要廠家的工藝路線，存在較大差異化贛鋒鋰業(yè)：噴霧干燥與固相法結(jié)合—球形含鋰氧化物電解質(zhì)（LLZO）天目先導(dǎo)：二次水熱法—納米級(jí)氧化物電解質(zhì)（LATP）??水熱法可解決固相法燒結(jié)過程晶粒尺寸/晶格結(jié)構(gòu)變化大，且雜質(zhì)容易混入的問題。在此基礎(chǔ)上，公司通過二次水熱的方式有效控制晶粒尺寸，提高離子擴(kuò)散系數(shù)；產(chǎn)品3EM圖像顯示，粒徑在納米級(jí)別（1–‘00nm），且均勻分散。相較于一次水熱工藝（右圖），晶粒尺寸明顯降低，且粒徑范圍縮小；將前驅(qū)體混合物研磨混勻，以噴霧干燥方式獲得球形微觀形貌的前驅(qū)體混合物，接著再對(duì)前驅(qū)體燒結(jié)，充分反應(yīng)獲得對(duì)應(yīng)的多孔球形LL20粉體材料；產(chǎn)品3EM圖像顯示，產(chǎn)品呈多孔球形形貌，顆粒尺寸0.3–150μm，通過噴霧方式，粒徑可控；多孔形貌的存在，可與聚合物復(fù)合，提高離子電導(dǎo)、降低剛性，與正極包裹、共混，應(yīng)用于固液混合電池具備更佳適配性。????離子電導(dǎo)率達(dá)到10–3一個(gè)量級(jí)。×–14跟蹤點(diǎn)3：半固態(tài)安全性能在車輛層級(jí)的驗(yàn)證半固態(tài)電池2023–202‘年，半固態(tài)電池有望獲得大量的整車系統(tǒng)層級(jí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)關(guān)注安全性能的驗(yàn)證。E702022年1月22日，贛鋒鋰業(yè)固態(tài)鋰電池在50輛東風(fēng)風(fēng)神E70車型上首次實(shí)現(xiàn)裝車運(yùn)行贛鋒鋰業(yè)東風(fēng)汽車預(yù)計(jì)2024年上半年可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)搭載，第二代固態(tài)電池，車?yán)m(xù)航里程可達(dá)1000km2022年12月發(fā)布，82kWh的半固態(tài)電池版本，對(duì)應(yīng)續(xù)航里程580km，首批新車已經(jīng)于2023年1月13日量產(chǎn)下線，預(yù)計(jì)上半年交付嵐圖孚能SERES-5規(guī)劃于2023年上市，搭載贛鋒鋰業(yè)90kWh半固態(tài)電池組，WLTP續(xù)航里程530km賽力斯贛鋒鋰業(yè)ET7跟蹤點(diǎn)3：半固態(tài)安全性能在車輛層級(jí)的驗(yàn)證半固態(tài)電池2023–202‘年，半固態(tài)電池有望獲得大量的整車系統(tǒng)層級(jí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)關(guān)注安全性能的驗(yàn)證。E702022年1月22日，贛鋒鋰業(yè)固態(tài)鋰電池在50輛東風(fēng)風(fēng)神E70車型上首次實(shí)現(xiàn)裝車運(yùn)行贛鋒鋰業(yè)東風(fēng)汽車預(yù)計(jì)2024年上半年可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)搭載，第二代固態(tài)電池，車?yán)m(xù)航里程可達(dá)1000km2022年12月發(fā)布，82kWh的半固態(tài)電池版本，對(duì)應(yīng)續(xù)航里程580km，首批新車已經(jīng)于2023年1月13日量產(chǎn)下線，預(yù)計(jì)上半年交付嵐圖孚能SERES-5規(guī)劃于2023年上市，搭載贛鋒鋰業(yè)90kWh半固態(tài)電池組，WLTP續(xù)航里程530km賽力斯贛鋒鋰業(yè)ET72023年H1將推出150kWh半固態(tài)電池的車型蔚來(lái)衛(wèi)藍(lán)半固態(tài)電池已經(jīng)進(jìn)入工程化研發(fā)階段，將于2025年搭載整車應(yīng)用長(zhǎng)安深藍(lán)HiPhiX推出160kWh超高電池包升能服務(wù)，在NEDC工況續(xù)航可達(dá)1000km，預(yù)計(jì)2023年Q1開始交付高合汽車國(guó)軒高科?15車企 車型 進(jìn)展 預(yù)計(jì)供應(yīng)商跟蹤點(diǎn)4：半固態(tài)電池綜合性能、成本情況半固態(tài)電池在安全性能得到驗(yàn)證之后，半固態(tài)電池在體系上，可以適配更激進(jìn)的化學(xué)體系，在能量密度和綜合成本上獲得雙重提升。活性物質(zhì)307.1g38.0萬(wàn)元/噸116.7活性物質(zhì)300.7g40萬(wàn)元/噸120.3活性物質(zhì)308.4g38.0萬(wàn)元/噸117.2氧化物固氧化物固SP6.2g1.0萬(wàn)元/噸0.16.3g 25.0萬(wàn)元噸 1.66.1g25 萬(wàn)元噸1.53正極態(tài)電解質(zhì) SP 6.0 g 1 萬(wàn)元/噸0.06態(tài)電解質(zhì) SP 6.1 g 1.0 萬(wàn)元/噸 0.1 PVDF4.6g萬(wàn)元/噸2.0正極正極萬(wàn)元/噸鋁箔g3.71.4PVDF4.6g42.5萬(wàn)元/噸2.0PVDF4.5g42.5萬(wàn)元/噸1.92萬(wàn)元/噸活性物質(zhì)g6.212.0鋁箔36.5g3.7萬(wàn)元/噸1.4鋁箔36.5g3.735萬(wàn)元/噸1.36SP萬(wàn)元/噸3.9g1.00.0193.5g6.2萬(wàn)元/噸12.0182.5g10萬(wàn)元/噸18.3活性物質(zhì)活性物質(zhì)負(fù)極SBR萬(wàn)元/噸3.9g1.7SP3.9g1.0萬(wàn)元/噸0.0SP3.6g1萬(wàn)元/噸0.04負(fù)極負(fù)極萬(wàn)元/噸銅箔82.1g10.38.‘SBR3.9g45.0萬(wàn)元/噸1.7SBR3.6g45萬(wàn)元/噸1.64電解液(15wt%）萬(wàn)元/噸82.1g10.3萬(wàn)元/噸8.5g6.47.3銅箔銅箔82.1g10.325萬(wàn)元/噸8.48(10wt%）81.6g6.4萬(wàn)元/噸5.2電解液(10wt%）66.6g6.35萬(wàn)元/噸4.23元/平米隔膜4.3m22.29.4 隔膜 4.3 m2 2.2 元/平米 9.4 隔膜 4.3 m2 2.175元/平米 9.4 殼體 0.1 m2 27.0元/平米 1.4 殼體 0.1 m2 27 元/平米 1.4 元/平米殼體0.1m227.01.4成本/元161.0 成本/元 159.89 成本/元 168.6 疊片層數(shù)30.0 疊片層數(shù) 30 疊片層數(shù) 30 跟蹤點(diǎn)4：半固態(tài)電池綜合性能、成本情況半固態(tài)電池在安全性能得到驗(yàn)證之后，半固態(tài)電池在體系上，可以適配更激進(jìn)的化學(xué)體系，在能量密度和綜合成本上獲得雙重提升?；钚晕镔|(zhì)307.1g38.0萬(wàn)元/噸116.7活性物質(zhì)300.7g40萬(wàn)元/噸120.3活性物質(zhì)308.4g38.0萬(wàn)元/噸117.2氧化物固氧化物固SP6.2g1.0萬(wàn)元/噸0.16.3g 25.0萬(wàn)元噸 1.66.1g25 萬(wàn)元噸1.53正極態(tài)電解質(zhì) SP 6.0 g 1 萬(wàn)元/噸0.06態(tài)電解質(zhì) SP 6.1 g 1.0 萬(wàn)元/噸 0.1 PVDF4.6g萬(wàn)元/噸2.0正極正極萬(wàn)元/噸鋁箔g3.71.4PVDF4.6g42.5萬(wàn)元/噸2.0PVDF4.5g42.5萬(wàn)元/噸1.92萬(wàn)元/噸活性物質(zhì)g6.212.0鋁箔36.5g3.7萬(wàn)元/噸1.4鋁箔36.5g3.735萬(wàn)元/噸1.36SP萬(wàn)元/噸3.9g1.00.0193.5g6.2萬(wàn)元/噸12.0182.5g10萬(wàn)元/噸18.3活性物質(zhì)活性物質(zhì)負(fù)極SBR萬(wàn)元/噸3.9g1.7SP3.9g1.0萬(wàn)元/噸0.0SP3.6g1萬(wàn)元/噸0.04負(fù)極負(fù)極萬(wàn)元/噸銅箔82.1g10.38.‘SBR3.9g45.0萬(wàn)元/噸1.7SBR3.6g45萬(wàn)元/噸1.64電解液(15wt%）萬(wàn)元/噸82.1g10.3萬(wàn)元/噸8.5g6.47.3銅箔銅箔82.1g10.325萬(wàn)元/噸8.48(10wt%）81.6g6.4萬(wàn)元/噸5.2電解液(10wt%）66.6g6.35萬(wàn)元/噸4.23元/平米隔膜4.3m22.29.4 隔膜 4.3 m2 2.2 元/平米 9.4 隔膜 4.3 m2 2.175元/平米 9.4 殼體 0.1 m2 27.0元/平米 1.4 殼體 0.1 m2 27 元/平米 1.4 元/平米殼體0.1m227.01.4成本/元161.0 成本/元 159.89 成本/元 168.6 疊片層數(shù)30.0 疊片層數(shù) 30 疊片層數(shù) 30 正極壓實(shí)密度g/cc 3.40 正極壓實(shí)密度g/cc 3.40 正極壓實(shí)密度g/cc3.4正極涂布面密度mg/cm240.0正極涂布面密度mg/cm240.00正極涂布面密度mg/cm240.00負(fù)極壓實(shí)密度g/cc1.6負(fù)極壓實(shí)密度g/cc1.60負(fù)極壓實(shí)密度g/cc1.50負(fù)極涂布面密度mg/cm220.3負(fù)極涂布面密度mg/cm219.89負(fù)極涂布面密度mg/cm219.15負(fù)極極片長(zhǎng)*寬負(fù)極極片長(zhǎng)*寬177mm*152mm負(fù)極極片長(zhǎng)*寬177mm*152mm能量密度WhIkg287能量密度WhIkg299能量密度WhIkg343成本IWh0.74成本IWh0.74成本IWh0.71??過渡到半固態(tài)體系，沿用傳統(tǒng)811體系，由于電解液的質(zhì)量占比從1‘wt縮減到10wt，能量密度提升4，對(duì)成本影響較小；0Am/‘4。16NCM811+石墨負(fù)極+常規(guī)體系NCM811+石墨負(fù)極+半固態(tài)體系材料 用量 單位 單價(jià) 單位 成本NCA高鎳+石墨I(xiàn)硅氧負(fù)極+半固態(tài)體系材料 用量 單位 單價(jià) 單位 成本材料 用量 單位 單價(jià) 單位 成本17TS所目NTEC0NTENTS中泰錄4產(chǎn)業(yè)鏈主要公司梳理N｜領(lǐng)先｜深度｜ 17TS所目NTEC0NTENTS中泰錄4產(chǎn)業(yè)鏈主要公司梳理N｜領(lǐng)先｜深度｜ 產(chǎn)業(yè)鏈主要公司梳理產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：硫化物和氧化物固態(tài)電解質(zhì)是兩大主要路線，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)前者存在較大工藝難點(diǎn)：復(fù)雜的燒結(jié)工藝導(dǎo)致品質(zhì)與良率偏低，且全流程管控、和惰性氛圍要求導(dǎo)致成本高昂；氧化物+聚合物復(fù)合電解質(zhì)方向，短期內(nèi)具有更佳的應(yīng)用前景。關(guān)注相關(guān)標(biāo)的：【上海洗霸】、【金龍羽】、【贛鋒鋰業(yè)】；半固態(tài)電池技術(shù)過渡路線：短期驅(qū)動(dòng)因素為安全性能改善，電解液的減少使得外部加熱、沖擊，和內(nèi)部短路造成熱失控風(fēng)險(xiǎn)降低；同時(shí)半固態(tài)路線生產(chǎn)制造與現(xiàn)有軟包產(chǎn)線兼容性高，切換方便，具備快速起量條件。電池環(huán)節(jié)相關(guān)標(biāo)的關(guān)注【珈偉新能】、【贛鋒鋰業(yè)】【國(guó)軒高科】、【孚能科技】；工藝上，固液混合電解質(zhì)，或原位固化、電解液凝膠化工藝，在過渡階段可以解決當(dāng)前聚合物固態(tài)電解質(zhì)常溫離子電導(dǎo)率較差的問題，關(guān)注相關(guān)標(biāo)的【瑞泰新材】。全固態(tài)的終極形態(tài)：鋰離子電池實(shí)現(xiàn)安全、體系及工藝方向的三重迭代，電池環(huán)節(jié)關(guān)注【德爾股份】、【高樂股份】、【寧德時(shí)代】、【億緯鋰能】。產(chǎn)業(yè)鏈主要公司梳理產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：硫化物和氧化物固態(tài)電解質(zhì)是兩大主要路線，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)前者存在較大工藝難點(diǎn)：復(fù)雜的燒結(jié)工藝導(dǎo)致品質(zhì)與良率偏低，且全流程管控、和惰性氛圍要求導(dǎo)致成本高昂；氧化物+聚合物復(fù)合電解質(zhì)方向，短期內(nèi)具有更佳的應(yīng)用前景。關(guān)注相關(guān)標(biāo)的：【上海洗霸】、【金龍羽】、【贛鋒鋰業(yè)】；半固態(tài)電池技術(shù)過渡路線：短期驅(qū)動(dòng)因素為安全性能改善，電解液的減少使得外部加熱、沖擊，和內(nèi)部短路造成熱失控風(fēng)險(xiǎn)降低；同時(shí)半固態(tài)路線生產(chǎn)制造與現(xiàn)有軟包產(chǎn)線兼容性高，切換方便，具備快速起量條件。電池環(huán)節(jié)相關(guān)標(biāo)的關(guān)注【珈偉新能】、【贛鋒鋰業(yè)】【國(guó)軒高科】、【孚能科技】；工藝上，固液混合電解質(zhì)，或原位固化、電解液凝膠化工藝，在過渡階段可以解決當(dāng)前聚合物固態(tài)電解質(zhì)常溫離子電導(dǎo)率較差的問題，關(guān)注相關(guān)標(biāo)的【瑞泰新材】。全固態(tài)的終極形態(tài)：鋰離子電池實(shí)現(xiàn)安全、體系及工藝方向的三重迭代，電池環(huán)節(jié)關(guān)注【德爾股份】、【高樂股份】、【寧德時(shí)代】、【億緯鋰能】。/LL2018固態(tài)電解質(zhì)：上海洗霸固態(tài)電池核心環(huán)節(jié)—固態(tài)電解質(zhì)上海洗霸相關(guān)規(guī)劃：?技術(shù)來(lái)源：復(fù)旦大學(xué)趙東元院士團(tuán)隊(duì)（鈉電硬碳/硅基負(fù)極）、上硅所張濤團(tuán)隊(duì)（氧化物固態(tài)電解質(zhì)）；?年產(chǎn)1-10噸級(jí)固態(tài)電解質(zhì)粉體試產(chǎn)線試產(chǎn)成功，純度合格，XRD檢測(cè)無(wú)雜項(xiàng)?主營(yíng)業(yè)務(wù)表現(xiàn)/百萬(wàn)元（2021年水處理業(yè)務(wù)占營(yíng)收比例85.4%）?差異化技術(shù)：通過表面鋰供體反應(yīng)修飾界面，構(gòu)建表面活性功能衍生層，提升LLZO空氣穩(wěn)定性和離子電導(dǎo)率70045%40%35%營(yíng)業(yè)總收入毛利率60038%50030%29%29%28%40025%20%15%10%5%0%24%3002001000?思路：利用LLZO表面層Li2CO3、LiOH（界面阻抗大）等固態(tài)電解質(zhì)：上海洗霸固態(tài)電池核心環(huán)節(jié)—固態(tài)電解質(zhì)上海洗霸相關(guān)規(guī)劃：?技術(shù)來(lái)源：復(fù)旦大學(xué)趙東元院士團(tuán)隊(duì)（鈉電硬碳/硅基負(fù)極）、上硅所張濤團(tuán)隊(duì)（氧化物固態(tài)電解質(zhì)）；?年產(chǎn)1-10噸級(jí)固態(tài)電解質(zhì)粉體試產(chǎn)線試產(chǎn)成功，純度合格，XRD檢測(cè)無(wú)雜項(xiàng)?主營(yíng)業(yè)務(wù)表現(xiàn)/百萬(wàn)元（2021年水處理業(yè)務(wù)占營(yíng)收比例85.4%）?差異化技術(shù)：通過表面鋰供體反應(yīng)修飾界面，構(gòu)建表面活性功能衍生層，提升LLZO空氣穩(wěn)定性和離子電導(dǎo)率70045%40%35%營(yíng)業(yè)總收入毛利率60038%50030%29%29%28%40025%20%15%10%5%0%24%3002001000?思路：利用LLZO表面層Li2CO3、LiOH（界面阻抗大）等自發(fā)反應(yīng)惰性層作為反應(yīng)鋰源，與特定金屬氧化物反應(yīng)（Co3O4），生成LiCoO2包裹層（高速離子傳輸通道、且正極內(nèi)部顆粒間界面適配，在整個(gè)正極實(shí)現(xiàn)快離子傳輸）?擬投資50建設(shè)期為24個(gè)月；?核心工藝點(diǎn)：一次燒結(jié)反應(yīng)合成LiCoO2；補(bǔ)充額外鋰源（Li2O），通過二次燒結(jié)將鋯酸鑭缺鋰相還原，消除雜相（提純）。?（術(shù)），陶瓷電解質(zhì)等電池部件。19固態(tài)電解質(zhì)：金龍羽固態(tài)電池核心環(huán)節(jié)—固態(tài)電解質(zhì)金龍羽相關(guān)規(guī)劃：??主營(yíng)業(yè)務(wù)表現(xiàn)/百萬(wàn)元（電纜、電線）技術(shù)來(lái)源：重慶大學(xué)李新祿教授團(tuán)隊(duì)；?產(chǎn)學(xué)合作，研發(fā)成果歸屬子公司和錦添翼（李新祿教授為法人代表）018%營(yíng)業(yè)總收入毛利率?（分布均勻，免除鋰枝