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an yufei befragte unternehmen/foto bereitgestellt von zhai chao/kartographie

securities times-reporter an yufei

auf dem weg zur weiterentwicklung von lithiumbatterien sind festkörperbatterien das ultimative ziel. in jüngster zeit haben viele batterieunternehmen produkte mit festkörperbatterien auf den markt gebracht und damit den „beschleunigungsknopf“ für die industrialisierung von festkörperbatterien gedrückt: am 28. august brachte penghui energy die festkörperbatterie der ersten generation auf den markt; am selben tag hat china new aviation eine festkörperbatterie mit dem namen „unbounded“ auf den markt gebracht und plant, im jahr 2027 die verifizierung der fahrzeugbeladung in kleinen mengen zu erreichen. catl gab bekannt, dass die festkörperbatterie des unternehmens dies voraussichtlich erreichen wird kleinserienproduktion im jahr 2027...

der forschungsbericht von citic securities schätzt, dass die weltweite nachfrage nach lieferungen von festkörperbatterien im jahr 2030 643 gwh erreichen wird, mit einer durchschnittlichen jährlichen wachstumsrate von 133 % von 2024 bis 2030 und einem gesamtmarktvolumen von 1,2 billionen yuan. die industrialisierung von festkörperbatterien hat langsam begonnen.

wie ist die entwicklungssituation bei festkörperbatterien bundesweit? was sind die „kritischen hindernisse“, die auf dem weg von flüssigen über halbfeste bis hin zu festkörperbatterien nur schwer zu überwinden sind? reporter der securities times besuchten eine reihe von herstellern von festkörperbatterie-industrieketten, um nach antworten zu suchen.

festkörperbatterie

industrialisierung „öffnet den vorhang“

eine flasche unauffälliges weißes pulver enthält die „riesige energie“ von lithiumbatterien von flüssig bis fest. dies ist der vollständig feste elektrolyt, den gac aian dem reporter der securities times zeigte. als der reporter die lobby-ausstellungshalle von gac aian im bezirk panyu, guangzhou, betrat, sah er den pulverförmigen, äußerst umweltfreundlichen verbundfestkörperelektrolyten, der in glasflaschen verpackt war, sowie die lithium-metall-festkörperbatterien und die lithiumfreie anode - damit hergestellte festkörperbatterien.

laut gac aion-mitarbeitern sind mit festkörperelektrolyten hergestellte festkörperbatterien „so schwierig zu entwickeln wie die besteigung des mount everest“. sie können eine hohe sicherheitsleistung und eine ultrahohe energiedichte von 400 wh/kg erreichen die reichweite des fahrzeugs soll 1.000 kilometer überschreiten. gac aian plant, die entwicklung von festkörperbatterien im jahr 2026 abzuschließen und diese zunächst in haopin-modellen auszurüsten.

laut statistiken des qidian research institute konzentrieren sich die unternehmen der chinesischen festkörperbatterie-industrie hauptsächlich auf das perlflussdelta und das jangtse-delta. vom perlflussdelta bis zum jangtse-flussdelta, von midstream-batterieunternehmen bis hin zu herstellern von lithiumbatterieausrüstungen kam der reporter zur führenden smart factory in wuxi, jiangsu. hier werden präzise und große lithiumbatteriegeräte hergestellt. pioneer intelligence hat technische forschungen zur herstellung von festkörperelektroden, zur herstellung von festkörperelektrolytmembranen und zu komplettlösungen für festkörperbatterien abgeschlossen.

wang yanqing, vorsitzender von lead intelligent, sagte einem reporter der securities times: „vollfestkörperbatterien stehen hinsichtlich ihrer technologischen reife kurz vor dem ‚kommerziellen stadium‘. da sie jedoch noch keine massenproduktion in großem maßstab erreicht haben, sind ihre.“ die kosteneffizienz ist relativ gering und sie befinden sich noch in der markterkundungs- und verifizierungsphase. da die high-end-anbieter nun nicht mehr warten und sich aktiv mit der marktentwicklung und dem bau von festkörperbatterien befassen, ist dies der fall es wird erwartet, dass die industrie eine phase schneller entwicklungsmöglichkeiten einläutet.“

derzeit werden halbfeste, quasi-feste und vollständig feste batterien gemeinsam als festkörperbatterien bezeichnet. vor kurzem haben penghui energy und zhongxin aviation produkte auf basis von festkörperbatterien auf den markt gebracht, und modelle wie lantu zhuguang und zhiji l6 haben bereits halbfestbatterien eingeführt die industrialisierung von festkörperbatterien hat begonnen.

laut dem „2024 solid-state battery development white paper“, das vom qidian research institute veröffentlicht wurde, überstieg die zahl der unternehmen in der festkörperbatterie-industriekette chinas (ohne ausrüstungsunternehmen) ende august 2024 250, darunter 100 batteriezellenunternehmen 50 unternehmen für festkörperelektrolyte. derzeit liegen die produktionskapazitäten für (halb-)festkörperbatterien und die von verschiedenen unternehmen angekündigten pläne bei über 400 gwh, und die entwicklung von festkörperbatterien wird sich in den nächsten jahren beschleunigen.

kette der batterieindustrie

wird „auf den kopf gestellt“

derzeit sind die vier schlüsselmaterialien für lithiumbatterien kathodenmaterialien, anodenmaterialien, separatoren und elektrolyte. an jedem materialglied sind zahlreiche unternehmen der industriekette beteiligt.

der grund dafür, dass festkörperbatterien sicherer sind und eine höhere energiedichte aufweisen als flüssigbatterien, besteht darin, dass sie den elektrolyten und den separator durch nicht brennbare festkörperelektrolyte ersetzen, die mit positiven und negativen elektrodenmaterialien mit höheren spezifischen volumina kompatibel sein können. das bedeutet, dass mit der entwicklung von flüssigbatterien hin zu festkörperbatterien die kette der batterieindustrie „enorme“ veränderungen erfahren wird, wobei die separator- und elektrolythersteller die hauptlast tragen werden.

„in bezug auf die herstellung kann die derzeitige allgemeine ausrüstung für flüssiglithiumbatterien nicht verwendet werden, wenn die festkörperbatterie ein nassverfahren anwendet. wenn ein trockenverfahren verwendet wird, können zwei drittel der derzeitigen ausrüstung für flüssiglithiumbatterien nicht verwendet werden.“ daher müssen die passenden produktionsprozesse und geräte für festkörperbatterien neu gestaltet werden, beispielsweise die trockenelektrodenvorbereitungstechnologie“, sagte wu yulong, forschungsdirektor des qidian research institute.

professor zhang yongzhu von der central south university sagte, dass die herstellung halbfester und vollständig fester produkte eine änderung und anpassung der aktuellen produktionslinie erfordert, was einige zeit in anspruch nimmt. in der neuen energiebranche wurden billionen yuan in produktionslinien für flüssigbatterien investiert. unternehmen müssen ihre investitionen in herkömmliche flüssigbatterien zunächst amortisieren und dann zu halbfesten und vollfesten zuständen übergehen. in den nächsten drei bis fünf jahren müssen gerätefabriken, softwarefabriken und chipfabriken zeit für die halbfeste und vollständige industrialisierung gewinnen, um die kosten zu senken.

auf dem weg zur massenproduktion

es gibt immer noch „gefährliche pässe“

das qidian research institute prognostiziert, dass sich die entwicklung globaler festkörperbatterien in den nächsten zwei jahren beschleunigen wird. von 2025 bis 2030 wird die einführungsphase von halbfestkörperbatterien und quasi-festkörperbatterieprodukten sein, und von 2030 bis 2035 wird die einführungsphase von festkörperbatterieprodukten sein. obwohl es vielen automobilherstellern gelungen ist, halbfestbatterien zu integrieren, steht die entwicklung der festkörperbatterieindustrie immer noch vor zahlreichen schwierigkeiten wie technologie, routen, materialien und kosten.

aus technischer sicht muss das hauptproblem der „festkörper-grenzfläche“ gelöst werden. bei festelektrolyten ändert sich der grenzflächenkontakt zwischen elektrode und elektrolyt vom fest-flüssigkeits-kontakt zum fest-fest-kontakt, und die kontaktfläche ist klein, wodurch ein höherer grenzflächenwiderstand entsteht. dies führt zu problemen wie einer schlechten zyklenlebensdauer und einer schlechten schnellladeleistung von festkörperbatterien. „die lösung des schnittstellenproblems in festkörperbatterien ist zum schlüssel dafür geworden, ob festkörperbatterien in großem maßstab eingesetzt werden können. die berücksichtigung der leitfähigkeit, die reduzierung von nebenreaktionen und die reduzierung der impedanz sind immer noch die richtungen, in denen die „die industrie arbeitet derzeit daran“, sagte wu yulong.

aus sicht der materialien verwenden festkörperbatteriesysteme leistungsstarke positive und negative elektrodenmaterialien, bei denen es sich häufig um hochpreisige seltene metalle handelt, und die rohstoffkosten sind viel höher als die von flüssigbatterien. „die meisten elektrodenmaterialien und elektrolyte, die für festkörperbatterien benötigt werden, sind neue high-tech-materialien. darüber hinaus ist die industriekette noch nicht vollständig, einige rohstoffe wurden noch nicht in massenproduktion hergestellt und die gesamtkosten der industriekette sind relativ.“ hoch, was auch die marktentwicklung in gewissem maße eingeschränkt hat“, sagte wang yanqing gegenüber reportern.

aus preislicher sicht zeigen daten, die reportern vom qidian research institute zur verfügung gestellt wurden, dass die halbfesten batterien, die ein festkörperbatterieunternehmen an automobilhersteller verkauft, einen preis von mehr als 2 yuan/wh haben und die quasi-festen -staatsbatterien, die von einem aufstrebenden festkörperbatterieunternehmen an ein flugzeugunternehmen verkauft werden, werden für mehr als 2 yuan/wh verkauft. der preis übersteigt 7 yuan/wh. im gleichen zeitraum betrug der preis für flüssige ternäre autobatterien 0,5 bis 0,6 yuan/wh und der preis für lithium-eisenphosphat-batterien 0,3 bis 0,45 yuan/wh. es zeigt sich, dass der preis von festkörperbatterien derzeit um ein vielfaches höher ist als der von flüssigbatterien. die kostensenkung wird zu einer zentralen hürde werden, die vor der groß angelegten kommerzialisierung von festkörperbatterien überwunden werden muss.

da die energiedichte flüssiger lithiumbatterien jedoch nahe an der sicherheitsgrenze liegt, muss die entwicklung von festkörperbatterien überwunden werden, auch wenn sie mit vielen gefahren verbunden ist. wang yanqing glaubt: „mit der verbesserung der produktionstechnologie und der weiterentwicklung der großserienproduktion werden die kosten für festkörperbatterien allmählich sinken und sie werden schließlich auf dem markt wettbewerbsfähig sein und mit halbfesten batterien und sogar herkömmlichen batterien konkurrieren können.“ flüssigbatterien.“