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固態(tài)電解質(zhì)或是下一個熱點

來源:  發(fā)布時間:2023年02月16日 作者:

固態(tài)電池是鋰電池未來發(fā)展的重要技術(shù)路徑之一。更高的容量密度、更薄的體積大小、更安全的技術(shù)結(jié)構(gòu)……固態(tài)電池的未來發(fā)展十分美好,但是在量產(chǎn)產(chǎn)品出現(xiàn)前的0-1階段,投資者該如何把握投資節(jié)奏,本文將詳細解析相關(guān)投資機會。

固態(tài)電池的量產(chǎn)是行情助燃的勝負手。


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鋰離子電池的電化學(xué)基礎(chǔ)是正負電極間可逆嵌入鋰離子電池。固態(tài)電池與液態(tài)鋰電池的最大區(qū)別在于固態(tài)電解質(zhì)和隔膜被固態(tài)電解質(zhì)替代。固態(tài)電池具有很大的潛力,可以顯著提高電池的安全性,提高電池的單體能量密度(>350Wh/kg),使用壽命(>5000次)。

固態(tài)電池采用逐步轉(zhuǎn)化策略,液態(tài)電解質(zhì)含量逐步降低,最終采用全固態(tài)電池。根據(jù)電解質(zhì)的不同,鋰電池分為四大類:液態(tài)、半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、全固態(tài)。

但是全固態(tài)電池仍然存在著離子電導(dǎo)率低、性能差、成本高等問題,而半固態(tài)電池由于安全性高、使用壽命長、經(jīng)濟性好,成為液態(tài)電池向全固態(tài)電池的過渡產(chǎn)品。


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2022-2023年,將會有一批領(lǐng)先的半固態(tài)電池企業(yè)推出車規(guī)級電池,2022 年各個公司發(fā)布 ET7、E70、追風(fēng)等搭載半固態(tài)電池的車型,預(yù)計2024-2025年半固態(tài)電池商業(yè)化的轉(zhuǎn)折點,2030年實現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化。固態(tài)電池的商業(yè)化將優(yōu)先于高端應(yīng)用領(lǐng)域,如無人機、醫(yī)療器械等,逐步向動力電池和消費電池領(lǐng)域發(fā)展。

從實際運用來看,某公司電池供應(yīng)商的半固態(tài)電池雖然已經(jīng)是技術(shù)上的突破,但是距離全固態(tài)電池還有很長的一段路要走,而且半固態(tài)電池的價格也比較高,只適合高端車型使用,所以固態(tài)電池還沒有普及。在未來,誰能夠率先量產(chǎn)固態(tài)電池,誰就能真正掌握新能源行業(yè)的主動權(quán)。

固態(tài)電解質(zhì)或?qū)⑹窍乱粋€熱點概念。


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目前,固態(tài)鋰離子導(dǎo)體作為核心材料已取得突破,但其綜合性能仍無法滿足大規(guī)模儲能需求。鋰離子在固體電解質(zhì)中的傳輸阻抗較高,剛性界面接觸面積較小,充放電過程中電解質(zhì)體積變化容易破壞界面穩(wěn)定性。

純聚合物固態(tài)電解質(zhì)雖然具有很高的柔韌性,但離子電導(dǎo)率低,仍需進一步提高。在聚合物電解質(zhì)中加入適量的液態(tài)組分后,液態(tài)組分可作為填充介質(zhì)以分散于聚合物空間網(wǎng)絡(luò)中。這種體系雖然含有液體成分,但是不具有流動性,所以叫做凝膠電解質(zhì)。

凝膠聚合物電解質(zhì)對聚合物的要求與聚合物固體電解質(zhì)基本相同,均具有較高的電導(dǎo)率、 Li+遷移數(shù)、電化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。改善凝膠電解質(zhì)主要通過改善組分性能和提高組分間的相互作用來實現(xiàn)。

一些公司研發(fā)的凝膠電解質(zhì)可直接應(yīng)用于電池上,或者與固態(tài)電解質(zhì)結(jié)合使用,作為膠層保證界面均勻性,從而提高離子導(dǎo)電率,還能有效防止鋰枝晶的形成,保證電池安全性。




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