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Anders als in der Lithiumbatteriebranche, die in eine Abkühlungsphase eintritt, ist die Beliebtheit von Festkörperbatterien in diesem Jahr weiter gestiegen. Von Gaogong Lithium Battery, einer Branchenberatungsorganisation, veröffentlichte Daten zeigen, dass die neue Produktionskapazität für Festkörperbatterien von Januar bis Juli 142 GWh überschritten hat, was einer Gesamtinvestition von mehr als 64,4 Milliarden Yuan entspricht.

Aufgrund ihrer hervorragenden Leistungsfähigkeit sind Festkörperbatterien in den Fokus großer Batterieunternehmen und des Kapitalmarkts gerückt. Brancheninsider gehen davon aus, dass die Festkörperbatterietechnologie und die Prozessoptimierung vorangetrieben werden, da immer mehr Unternehmen um den Markt für Festkörperbatterien konkurrieren, wodurch ihre kommerzielle Anwendung beschleunigt wird.

Am 18. Juli wurde in der Stadt Yibin das erste Industrieparkprojekt für Festkörperbatterien in Sichuan mit einer Gesamtinvestition von 9,5 Milliarden Yuan gestartet. In der ersten Phase des derzeit geförderten Projekts werden hauptsächlich eine Produktionslinie für Hochsicherheitsbatterien mit 4 GWh und eine kleine Testlinie für Festkörperbatterien mit 30 MWh gebaut.

Tatsächlich haben viele inländische Batteriehersteller, darunter CATL, Sunwoda, Guoxuan Hi-Tech, Qingtao Energy, China New Aviation, Honeycomb Energy, Everview Lithium Energy und BAK Battery, ihre Planung für Festkörperbatterieprodukte angekündigt.

CATL gab kürzlich bekannt, dass das Unternehmen die Investitionen in Festkörperbatterien weiter erhöht und voraussichtlich im Jahr 2027 eine Kleinserienproduktion erreichen wird. Am 13. Juni gab Sunwanda bekannt, dass das Unternehmen für Festkörperbatterien seit 2015 mit der Forschung und Entwicklung begonnen habe und die Vollfestkörperbatterien der ersten Generation mit 400 Wh/kg und der zweiten Generation mit 500 Wh/kg plane. Unter anderem kann das neueste Amperestundenmuster der Festkörperbatterie der ersten Generation einen stabilen Zyklus von mehr als 1.000 Zyklen erreichen; das Labormuster der zweiten Generation hat das Energiedichteziel von 500 Wh/kg erreicht. Im Mai brachte Guoxuan High-tech die Jinshi-Batterie mit Festkörperbatterietechnologie auf den Markt, mit einer Zellenergiedichte von 350 Wh/kg, was mehr als 40 % höher ist als bei herkömmlichen flüssigen ternären Lithiumbatterien.

Auch im Bereich der Festkörperbatterien gibt es Übergänge. Foxconn gab kürzlich bekannt, dass es sich in der Economic Comprehensive Experimental Zone des Flughafens Zhengzhou auf die Festkörperbatterieindustrie konzentrieren und Forschungs-, Entwicklungs- und Fertigungsprojekte für Festkörperelektrolyt-, Halbfest- und Festkörperbatteriezellen entwickeln wird.

Darüber hinaus haben japanische und koreanische Batteriehersteller wie LG New Energy und Samsung SDI frühzeitig und kontinuierlich Anstrengungen im Bereich Festkörperbatterien unternommen. Im März dieses Jahres gab Samsung SDI erstmals seinen Massenproduktionsplan für Hochleistungs-Festkörperbatterien bekannt. Die Massenproduktion soll im Jahr 2027 erfolgen. Dabei werden proprietäre Festkörperelektrolyte und kathodenfreie Technologie zum Einsatz kommen Energiedichte von 900Wh/L. LG New Energy plant, im Jahr 2028 Polymer-Festkörperbatterien und Sulfid-Festkörperbatterien sowie im Jahr 2030 leistungsstärkere Sulfid-Festkörperbatterien auf den Markt zu bringen.

Insgesamt bieten Festkörperbatterien im Vergleich zu Flüssigbatterien viele Vorteile wie hohe Sicherheit und hohe Energiedichte und erfüllen die Entwicklungsanforderungen der Batterietechnologie der nächsten Generation. Daher sind sie in den Mittelpunkt der Forschung und Entwicklung verschiedener Länder gerückt.

Doch obwohl Festkörperbatterien immer beliebter werden, konzentrieren sich die Massenproduktionspläne von Batterieherstellern und Automobilherstellern für Festkörperbatterien im Allgemeinen auf das Jahr 2027. Brancheninsidern zufolge liegt der Grund dafür, dass Festkörperbatterien kurzfristig keine großtechnische Massenproduktion erreichen können, in technischen Einschränkungen wie Materialschnittstellen und Prozessen.

Elektrolyte sind der Kern von Festkörperbatterien. Derzeit sind die drei gängigen Elektrolytsysteme für Festkörperbatterien Oxide, Sulfide und Polymere. Jedes der drei Systeme hat seine eigenen Vor- und Nachteile in Bezug auf Leitfähigkeit und Stabilität. Es versteht sich, dass Samsung SDI, CATL und andere Sulfid-Elektrolytsysteme bevorzugen, während einige inländische Unternehmen wie Weilan New Energy den Polymer-Oxid-Verbundweg wählen.

Insgesamt verwenden Festkörperbatterien im Vergleich zu den aktuellen gängigen Flüssigbatterien feste Elektrolyte, was zu einer geringeren Ionenleitfähigkeit führt, was zu langsameren Lade- und Entladegeschwindigkeiten der Batterie und einem schnelleren Kapazitätsverlust im Vergleich zu Fest-Flüssigkeits-Kontakten führt Schnittstellenkontakt und Stabilität sind schlechter.

„Die Grenzflächenstabilität zwischen Elektrolyten und Aktivmaterialien muss verbessert werden. Zudem sind beispielsweise Sulfidelektrolyte empfindlicher gegenüber Gasen und auch teurer. Polymersysteme sind einfach zu verarbeiten und haben gute mechanische Eigenschaften, aber ihre elektrische Leitfähigkeit.“ ist relativ arm“, sagte ein Praktizierender einem Reporter von China Energy News.

Je nach Anteil des flüssigen Elektrolyten im Batteriekern lassen sich Festkörperbatterien in drei Kategorien einteilen: halbfest, quasifest und vollständig fest. Unter ihnen enthalten halbfeste und quasi-feste Batterien eine geringe Menge Elektrolyt und gelten als Übergangsweg von Flüssigbatterien zu Vollfestbatterien. Derzeit betrachten die meisten Unternehmen in meinem Land halbfeste Batterien als die ersten Schritt in der Entwicklung von Festkörperbatterien. „Halbfestbatterien enthalten eine geringe Menge Elektrolyt, was im Wesentlichen zwischen vorhandenen Flüssigbatterien und Festkörperbatterien liegt. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie das Problem der großen Schnittstellenimpedanz von Festkörperbatterien und den Preis löst.“ ist relativ niedrig und es ist einfacher, Anwendungen in Massenproduktion herzustellen“, betonten Branchenkenner.

Derzeit hat der Markt für Festkörperbatterien breite Perspektiven und ist zu einem Schlachtfeld für alle Länder geworden. Es ist erwähnenswert, dass Japan, Europa und die Vereinigten Staaten derzeit ihre Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen im Bereich Festkörperbatterien verstärken, um den Status quo des Rückstands gegenüber China bei Flüssiglithiumbatterien zu ändern.

„Derzeit wurden Festkörperbatterien noch nicht in großem Maßstab kommerzialisiert, und auch die aktuellen Mainstream-Lithium-Flüssigbatterien entwickeln sich. Es gibt keinen Mainstream-Technologieweg für Festkörperbatterien im In- und Ausland. Chinesische Unternehmen müssen zuerst durchbrechen.“ durch den technischen Engpass bei der Entwicklung von Festkörperbatterien.“ Die oben genannten Praktiker schlugen vor, dassChinesische Unternehmen müssen die Zusammenarbeit zwischen Industrie, Universität und Forschung weiter stärken, Forschung und Entwicklung sowie die Innovation neuer Materialien und neuer Technologien stärken und zunächst technische Engpässe überwinden, um weitere Durchbrüche im technischen Niveau, beim Layout der Industriekette, bei Anwendungsszenarien, bei der Kostenreduzierung und anderen Aspekten zu erzielen.Gleichzeitig ist es notwendig, die Grundlagenforschung und das Patentlayout zu stärken.

Gleichzeitig stellen höhere Kosten auch einen großen Engpass dar, der die groß angelegte Industrialisierung von Festkörperbatterien behindert. In einem Forschungsbericht von CITIC Securities wurde darauf hingewiesen, dass die aktuellen Gesamtkosten für halbfeste Oxidbatterien und halbfeste Sulfidbatterien etwa 0,76 Yuan/Wh bzw. 0,86 Yuan/Wh betragen, was deutlich höher ist als für flüssige Lithium-Ionen-Batterien In Zukunft sind F&E-Investitionen und Skaleneffekte erforderlich, um eine nachhaltige Kostensenkung zu erreichen.

Erwähnenswert ist, dass die Universität für Wissenschaft und Technologie von China als Reaktion auf die hohen Kosten von Festkörperbatterien kürzlich einen neuen Sulfid-Festelektrolyten für Festkörperbatterien entwickelt hat. Die Rohstoffkosten betragen nur 14,42 US-Dollar pro Kilogramm , was weniger als 8 % der Kosten für Elektrolytrohstoffe ausmacht.

Der Forschungsbericht von CITIC Construction Investment weist darauf hin, dass Festkörperbatterien ihre wichtigsten potenziellen Kunden in vorteilhaften Szenarien konsolidieren können, wenn sie die Sicherheit ausnutzen und stärken, die Energiedichte ausnutzen und die Geschwindigkeit, Lebensdauer und Verarbeitbarkeit weiter optimieren können. Wenn es Durchbrüche bei Leistung und Kosten gibt, wird sich der Marktraum vergrößern und zu einem Schlüsseltechnologieweg für Lithiumbatterien werden. Bis 2025 könnte der globale Markt für Festkörperbatterien 100 Milliarden Yuan erreichen.