新能源汽車行業發展初期“政策市”屬性,沒給
電池企業預留太多反應時間。急于尋求配套以及落地產品,各自為營成為常態。
直到產能大戰爆發,供需雙方在這場亂戰中方才意識到,簡單的供應關系無法獲得安全感。
于是,各方協作、深度綁定成為整個產業鏈的共識。
這種共識,直接作用于固態電池發展階段。從抹黑找入口到各自為戰,整個行業已經初現報團取暖端倪。
上汽、北汽、廣汽投資清陶,吉利、蔚來、華為、小米等投資衛藍,長安、東風投資贛鋒,一汽投資輝能,一汽解放簽約孚能科技,銀河科技合作國軒高科,納科諾爾聯合清研電子等等。車企、電池企業、設備企業、材料企業均參與前期研發。與此同時,行業也建立相關聯盟,囊括政產學研金各方資源。
在此背景下,各相關企業如何布局固態電池技術路線、進展如何,以下據此跟進最新動態。
01.
整車企業
1、廣汽埃安
廣汽埃安自研全固態電池,第三代海綿硅負極+高容量正極+氧化物、硫化物固態電解質復合路線,預計2026年裝車昊鉑車型。
此前發布過一款30Ah全固態電池,能量密度可達400Wh/kg、910Wh/L以上。
2、一汽
一汽全固態電池技術路線為高鎳三元+硅基負極+硫化物電解質,2027年小規模示范性量產。
目前核心材料及20Ah樣品電芯已經開發完畢,電芯能量密度可到375Wh/kg。
3、上汽
上汽全固態電池布局,主要通過和清陶能源的合資公司上汽清陶完成。
清陶全固態電池技術路線高壓錳基正極+含鋰復合負極+鹵化物及聚合物復合固態電解質,第一階段電芯容量77.6Ah,能量密度406Wh/Kg,電池包能量密度288Wh/Kg,電壓795V,第二階段電芯能量密度目標500Wh/Kg以上。全固態量產產線2024年3季度在上海開工,2026年4季度全固態電池量產,2027年1季度裝車上市。
4、北汽
固態電池產品上,北汽有自研布局,同時也投資過清陶能源。
北汽藍谷此前表示,公司已經完成第二代固態電芯開發、電池系統臺架測試驗證和整車(ARCFOX αT)搭載驗證。同時,第三代固態電池研發也在規劃推進中,計劃匹配極狐品牌新車型,開發一款高安全(不見火)、高能量密度(電芯能量密度360Wh/kg)的固態電池,目前處于車型項目立項過程中。
5、東風
東風較早將半固態電池落地,合作對象為贛鋒,目前正在開發第二代固態電池(半固態),預計2024年上半年量產。
贛鋒也是從半固態過渡到全固態,主要路線為氧化物/硫化物路線,匹配高鎳正極,負極采用金屬鋰。
6、長安
長安在全固態電池布局上,采用自研+合作的方式進行,半固態、全固態電池電解質材料、工藝開發均有相應布局。
合作對象主要為贛鋒,雙方將基于下一代汽車動力電池(半)固態電池研發合作,探討向電池上游鋰礦資源、鋰鹽深加工、電池材料,中游電池制造及下游廢舊電池綜合回收利用延伸合作,推進電池產業全鏈條戰略合作。
規劃上,長安計劃從2025年開始逐步量產應用半固態,重量能量密度達到350-500Wh/kg、體積能量密度750-1000Wh/L,2030年全面普及應用,全固態電池量產時間在2030年。
從專利來看,長安硫化物、氧化物路線均有所布局。
7、奇瑞
奇瑞目前規劃在列的主要是半固態電池項目,與其持股公司安瓦新能源(國軒持有部分股份)投資半固態動力電池產業化項目已經落地,主要是能量密度300-340Wh/kg的半固態電池產品。
8、吉利
吉利子公司耀寧新能源成立的南潯固態研究院,2024年初具備從固態電解質燒結、半固態電池商業化量產到全固態電池小試的全方位能力,聚焦氧化物和硫化物路線。
與此同時,吉利還專門成立了固態電池研發團隊,與多家動力電池廠商開展聯合試驗。此前層計劃建設一條固態電池材料合成實驗線。
此外,吉利還通過投資衛藍新能源完善固態電池布局,而衛藍主要走氧化物+聚合物路線。
02.
電池、材料企業
1、清陶能源
清陶能源規劃從半固態過渡到全固態,在減少液態含量的同時,通過主材的更新及優化提升相應指標。
按照規劃,清陶能源從半固態到準固態,再到全固態,電解質從氧化物+聚合物到氧化物、聚合物的復合IPC電解質中添加鹵化物及硫化物,全固態就沿用IPC電解質體系;正極三元高鎳到高鎳、鎳錳;負極從硅碳到含鋰復合負極,再到金屬鋰或含鋰合金;能量密度從360Wh/kg,過渡到400-500Wh/kg,最后超過500Wh/kg,對應體積能量密度<750Wh/L,700-1000Wh/L和>1000Wh/L。
目前,清陶已經完成30Ah全固態電池體系開發,干法核心工藝及設備開發,鹵化物和各類聚合物基復合固態電解質開發。
產能布局上,清陶主要集中在三個區域,昆山0.7GWh(研發中心)+10GWh,臺州10GWh,宜春1GWh+9GWh。
按照規劃,首款全固態電池2026年4季度量產,2027年落地智己L6。
2、衛藍新能源
衛藍主要是氧化物+聚合物路線,濕法工藝,部分設備自研。能量密度目標400Wh/kg以上,2027年左右實現全固態電池量產。
產品層面,衛藍此前展出過一款車用106Ah半固態電池,負極將硅材料與碳材料摻雜,即硅碳負極材料。
產能上,針對固態電解質,衛藍與固納成立了一家子公司“浙江藍珧新材料科技有限公司”,在紹興市越城區建設年產1萬噸固態電解質,該工廠包含原材料倉庫、固態電解質生產車間、成品庫、輔助功能區域,目前已投產;目前四個產能基地,江蘇溧陽(0.2GWh)、浙江湖州(22GWh)、北京房山(6GWh)和山東淄博(100GWh)。
客戶層面,衛藍半固態電池包已經交付蔚來,與吉利、小米、華為等建立合作、股權關系。
3、寧德時代
寧德時代比較旗幟鮮明地走硫化物+鋰金屬+高性能正極路線,計劃2027年小批量量產。
按照規劃,寧德時代將建立10Ah級別全固態電池驗證平臺,打通干法、濕法極片制備和電芯一體化成型工藝方案。
4、國軒高科
國軒科技全固態電池技術路線為高鎳三元(單晶)+硫化物+硅負極,規劃量產落地產品能量密度350Wh/kg,預計2027年小批量上車實驗,2030年量產。
5、蜂巢能源
蜂巢能源將固態電池主要發展方向定在硫化物上,其表示目前具備20Ah全固態電池的能力,能量密度大于380Wh/kg。
6、億緯鋰能
億緯鋰能向來不單押某一技術路線,此前信息顯示目前已布局聚合物、氧化物、鹵化物路線,負極鋰金屬,正極高鎳體系。
7、弗迪電池
弗迪電池采用高鎳三元(單晶)+硅負極(高比容量低膨脹)+硫化物電解質(復合鹵化物電解質)的材料體系。其認為該技術路線兼顧高能量密度和高安全,性能均衡,主要短板均有明確解決對策,商業化潛力較大。
工藝和設備由比亞迪自行設計與開發。
按照規劃,2027-2029年為示范期,主要應用中高端
電動車拓展期,2030-2032年覆蓋主流
電動車市場。
成本層面,比亞迪計劃2030年到2033年通過規模化將固態電解質成本降低20%到30%,通過電解質降本、低電解質用量等設計從2024年到2027年將BOM成本降低20-30倍,提升產品良率、規模化和工藝優降低30%-50%制造費用。
指標規劃上,電芯容量可以做到60Ah及以上,能量密度分別達到400Wh/kg和800Wh/L及以上。
8、中創新航
中創新航也是從半固態過渡到全固態。
按照此前公布的消息,半固態技術能量密度能達到450Wh/kg。全固態電池技術采用復合金屬負極的,能量密度能達到600Wh/kg,更高安全性能,循環壽命進一步改善。
9、孚能科技
按照孚能科技董事長王瑀此前透露的信息,孚能科技TWh的固態化第一代半固態產品在2022年9月投產,第二代將在2025年投產,第三代預計2028年投產,400Wh/kg以上的全固態電池計劃2032年投產。
能量密度規劃上,第一代半固態電池能量密度達到了270-330Wh/kg,第二代要達到300-350Wh/kg,第三代要達到330-375Wh/kg。
10、高能時代
擁有日系車企固態電池背景的高能時代,聚焦硫化物技術研發,目前已有應用于消費電子產品的20Ah級別硫化物全固態電池樣品。
目前,高能時代能夠對硫化物電解質關鍵材料進行批量化生產,預計2023年內完成全固態電池量產實驗,2024年完成中試線并小批量生產3C類產品電池,2025年能夠把全固態電池技術應用在汽車、儲能等領域。
高能時代在全球各大洲均有研發布局,目前在大中華地區正在規劃中試線及生產基地。
11、恩力動力
恩力動力日前表示其研發的大容量全固態電池在五壓力環境下可實現數百次穩定充放循環,容量保持率仍在85%以上,可應用在低空無人機、電動垂直起降飛行器等領域。
恩力動力主要是硫化物+鋰金屬路線,先后研發出520Wh/kg的鋰金屬固態電池、389Wh/kg的18650圓柱電池,發布1-10Ah的全固態鋰金屬電芯,采用硫化物電解質和鋰金屬負極,其能量密度達到300Wh/kg。
12、贛鋒鋰電
贛鋒鋰電主要路線為GARNET型和NASICON型氧化物,鋰金屬負極。
產品層面,第一代固液混合電池已經量產,能量密度240-270Wh/kg,第二代固液混合電池(三元正極、固態隔膜、鋰金屬負極)目前處于研發階段,能量密度可達到400Wh/kg以上。
產能方面,目前已建成6大電池生產基地,合計產能達到20GWh以上,其中半固態電池產能為4GWh,重慶贛鋒20GWh將成為國內最大的固態電池生產基地,由該基地生產的首批固態電池pack也開始交付。
合作上,除長安汽車外,公司之前與東風汽車合作,后續還將與賽力斯合作。
13、太藍新能源
太藍新能源聚焦氧化物路線、鋰金屬負極。
此前官宣已經制備出120Ah車規級全固態電池,能量密度720Wh/kg,正極富鋰錳基、負極鋰金屬基材料、氧化物復合固態電解質。
03.
設備企業
1、海目星
實現國內固態及準固態電池中試產線多種設備和產線的交付及生產,其中部分設備已實現480Wh/kg電池量產及銷售,循環次數超過400次。
2、先導智能
固態電極制備、固態電解質膜制備、復合設備以及裸電芯組裝到除氣封裝和化成分容,已獲多家國際知名企業固態電池關鍵設備訂單。
3、贏合科技
已交付部分固態電池涂布機設備。
4、福能東方
公司旗下子公司超業精密具備生產固態電池設備相關技術,占公司整體營收比例較小。
5、信宇人
有供應固態電池相關設備。
6、豪森股份
正在儲備固態電池相關設備技術。
7、銀河科技
2022年與國軒高科合作研發了半固態涂布機和輥分一體機;中標廣汽因湃固態電池正負極涂布、分切及輥壓設備訂單。
8、利元亨
擁有完全自主知識產權的干法電極核心裝備項目已開發成功;2021年與清陶能源簽署4份固態電池產線設備購銷合同,從制片段到化成分容檢測段;2022年向國軒高科交付半固態電池中試生產線。
9、嘉拓智能
已開展KATOP干法實驗室,在混料階段研發出高速粉碎機、密煉機、氣流磨、流化床、干法攪拌機;在壓延階段,推出了開煉機、對輥機、三輥輥壓機、雙鋼帶成膜機。
10、納科諾爾
"聯合清研電子推出八輥干法成膜覆合一體機,實現電極膜成型以及電極膜與集流體復合的一體化。輥壓寬度可達450mm,輥壓速度高達50m/min,通過閉環控制和實時數據采集,其精度控制在±1.5μm。
該一體機采用8輥連軋設計,融合伺服輥縫控制、測厚厚度閉環控制、切邊寬度/糾偏閉環控制、獨立收膜/收卷設計、MES系統實時數據采集等多項創新技術"。
11、高能數造
2024年5月產線級全固態電池復合極片高效打印平臺(簡稱“3D-PT”)正式開啟交付,適用于固態電解質與正/負極片、鋰金屬負極片的復合制造,實現高精度正、負極片雙面復合電解質、鋰金屬負極片雙面復合電解質打印及智能烘干,自動完成復合極片分隔收集。
12、杭可科技
已與多家固態電池廠商共同開發固態、半固態電池后端產線,近幾年已經順利完成多個試驗線和量產線設置投產。
13、驕成超聲
公司超聲波焊接設備可用于固態電池極耳焊接,目前有相應研發和布局。
(責任編輯:子蕊)