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Contrairement à l’industrie des batteries au lithium qui entre dans une période de refroidissement, la popularité des batteries à semi-conducteurs a continué de croître cette année. Les données publiées par Gaogong Lithium Battery, une organisation de conseil industrielle, montrent que de janvier à juillet, la capacité de production de nouvelles batteries à semi-conducteurs a dépassé 142 GWh, ce qui représente un investissement total de plus de 64,4 milliards de yuans.

Grâce à leurs excellentes performances, les batteries à semi-conducteurs sont devenues le centre d’intérêt des grandes entreprises de batteries et du marché des capitaux. Les initiés de l'industrie estiment qu'à mesure que de plus en plus d'entreprises rivalisent pour le secteur des batteries à semi-conducteurs, la technologie des batteries à semi-conducteurs et l'optimisation des processus seront promues, accélérant ainsi leur application commerciale.

Le 18 juillet, le premier projet de parc industriel innovant pour les batteries à semi-conducteurs du Sichuan a été lancé dans la ville de Yibin, avec un investissement total de 9,5 milliards de yuans. La première phase du projet actuellement en cours consiste principalement à construire une ligne de production de batteries haute sécurité de 4 GWh et une petite ligne de test de batteries entièrement solides de 30 MWh.

En fait, de nombreux fabricants nationaux de batteries, notamment CATL, Sunwoda, Guoxuan Hi-Tech, Qingtao Energy, China New Aviation, Honeycomb Energy, Everview Lithium Energy et BAK Battery, ont annoncé leur planification relative aux produits de batteries à semi-conducteurs.

CATL a récemment déclaré que la société continuait d'augmenter ses investissements dans les batteries entièrement solides et qu'elle devrait réaliser une production en petits lots en 2027. Le 13 juin, Sunwanda a déclaré que la société de batteries à semi-conducteurs avait commencé la recherche et le développement depuis 2015, prévoyant la première génération de batteries entièrement solides de 400 Wh/kg et de deuxième génération de 500 Wh/kg. Parmi eux, le dernier échantillon d'ampères-heures de la batterie entièrement solide de première génération peut atteindre un cycle stable de plus de 1 000 cycles ; l'échantillon de laboratoire de deuxième génération a atteint l'objectif de densité énergétique de 500 Wh/kg. En mai, Guoxuan High-tech a lancé la batterie Jinshi utilisant une technologie de batterie entièrement solide, avec une densité d'énergie cellulaire de 350 Wh/kg, soit plus de 40 % supérieure à celle des batteries au lithium ternaire liquide traditionnelles.

Il existe également des croisements dans le domaine des batteries à semi-conducteurs. Foxconn a récemment annoncé qu'elle se concentrerait sur l'industrie des batteries à semi-conducteurs dans la zone expérimentale économique globale de l'aéroport de Zhengzhou et créerait des projets de R&D et de fabrication de cellules de batteries à électrolytes solides, semi-solides et entièrement solides.

En outre, les fabricants de batteries japonais et coréens tels que LG New Energy et Samsung SDI ont déployé des efforts précoces et continus dans le domaine des batteries à semi-conducteurs. En mars de cette année, Samsung SDI a dévoilé pour la première fois son plan de production de masse de batteries à semi-conducteurs hautes performances. Il prévoit d'atteindre une production de masse en 2027. Il utilisera des électrolytes à semi-conducteurs exclusifs et une technologie sans cathode. densité énergétique de 900Wh/L. LG New Energy prévoit de lancer des batteries à semi-conducteurs polymères et des batteries à semi-conducteurs au sulfure en 2028, ainsi que des batteries à semi-conducteurs au sulfure plus performantes en 2030.

Dans l’ensemble, par rapport aux batteries liquides, les batteries à semi-conducteurs présentent de nombreux avantages, tels qu’une sécurité élevée et une densité énergétique élevée, et répondent aux besoins de développement de la technologie des batteries de nouvelle génération. Par conséquent, elles sont devenues le centre de la recherche et du développement dans divers pays.

Cependant, bien que les batteries à semi-conducteurs deviennent de plus en plus populaires, les calendriers de production de masse des fabricants de batteries et des constructeurs automobiles de batteries à semi-conducteurs se concentrent généralement autour de 2027. Selon des experts de l'industrie, la raison pour laquelle les batteries à semi-conducteurs ne peuvent pas atteindre une production de masse à grande échelle à court terme est due à des limitations techniques telles que les interfaces matérielles et les processus.

Les électrolytes sont au cœur des batteries à semi-conducteurs. Actuellement, les trois principaux systèmes d'électrolytes pour batteries à semi-conducteurs sont les oxydes, les sulfures et les polymères. Chacun des trois présente ses propres avantages et inconvénients en termes de conductivité et de stabilité. Il est entendu que Samsung SDI, CATL et d'autres préfèrent les systèmes à électrolytes sulfurés, tandis que certaines entreprises nationales telles que Weilan New Energy choisissent la voie composite polymère + oxyde.

Dans l'ensemble, par rapport aux batteries liquides traditionnelles actuelles, les batteries à semi-conducteurs utilisent des électrolytes solides, ce qui entraîne une faible conductivité ionique, ce qui entraîne des vitesses de charge et de décharge plus lentes de la batterie et une décoloration plus rapide de la capacité par rapport au contact solide-liquide, au contact solide-liquide. le contact et la stabilité de l'interface sont pires.

"La stabilité interfaciale entre les électrolytes et les matériaux actifs doit être améliorée. De plus, les électrolytes sulfurés, par exemple, sont plus sensibles aux gaz et sont également plus chers. Les systèmes polymères sont faciles à traiter et ont de bonnes propriétés mécaniques, mais leur conductivité électrique est relativement pauvre. » Un pratiquant a déclaré à un journaliste de China Energy News.

Selon la proportion d'électrolyte liquide dans le cœur de la batterie, les batteries à semi-conducteurs peuvent être divisées en trois catégories : semi-solides, quasi-solides et entièrement solides. Parmi elles, les batteries semi-solides et quasi-solides contiennent une petite quantité d'électrolyte à l'intérieur et sont considérées comme la voie de transition des batteries liquides aux batteries entièrement solides. Actuellement, la plupart des entreprises de mon pays considèrent les batteries semi-solides comme la première. étape dans le développement des batteries à semi-conducteurs. "Les batteries semi-solides contiennent une petite quantité d'électrolyte, qui se situe essentiellement entre les batteries liquides existantes et les batteries entièrement solides. Son avantage est qu'elles résolvent le problème de la grande impédance d'interface des batteries entièrement solides, et le prix est relativement faible et il est plus facile de produire en masse des applications. " ont souligné les initiés de l'industrie.

À l’heure actuelle, le marché des batteries à semi-conducteurs offre de larges perspectives et est devenu un champ de bataille pour tous les pays. Il convient de noter que le Japon, l’Europe et les États-Unis intensifient actuellement leurs efforts de recherche et développement dans le domaine des batteries entièrement solides, dans le but de changer le statu quo du retard par rapport à la Chine dans le domaine des batteries au lithium liquide.

"À l'heure actuelle, les batteries à semi-conducteurs n'ont pas encore été commercialisées à grande échelle, et les batteries au lithium liquide actuelles se développent également. Il n'existe pas de voie technologique dominante pour les batteries à semi-conducteurs dans le pays et à l'étranger. Les entreprises chinoises doivent d'abord rompre à travers le goulot d'étranglement technique pour développer des batteries à semi-conducteurs. " Les praticiens mentionnés ci-dessus ont suggéré que,Les entreprises chinoises doivent renforcer davantage la collaboration industrie-université-recherche, renforcer la R&D et l'innovation de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies, et d'abord surmonter les goulots d'étranglement techniques pour réaliser de nouvelles percées au niveau technique, dans la configuration de la chaîne industrielle, dans les scénarios d'application, dans la réduction des coûts et dans d'autres aspects.Dans le même temps, il est nécessaire de renforcer la recherche fondamentale sur les sujets et la présentation des brevets.

Dans le même temps, la hausse des coûts constitue également un goulot d’étranglement majeur qui limite l’industrialisation à grande échelle des batteries à semi-conducteurs. Un rapport de recherche de CITIC Securities a souligné que les coûts totaux actuels des batteries semi-solides à oxyde et des batteries semi-solides au sulfure sont respectivement d'environ 0,76 yuan/Wh et 0,86 yuan/Wh, ce qui est nettement plus élevé que celui des batteries lithium-ion liquide. à l’avenir, des investissements en R&D et des effets d’échelle seront nécessaires pour parvenir à une réduction durable des coûts.

Il convient de mentionner qu'en réponse au coût élevé des batteries à l'état solide, l'Université des sciences et technologies de Chine a récemment développé un nouvel électrolyte solide sulfuré pour les batteries entièrement solides. Son coût en matière première n'est que de 14,42 dollars américains par kilogramme. , ce qui est inférieur à celui des autres solides sulfurés 8 % du coût des matières premières électrolytiques.

Le rapport de recherche de CITIC Construction Investment souligne que si les batteries à semi-conducteurs peuvent tirer parti et renforcer la sécurité, s'efforcer de tirer parti de la densité énergétique et optimiser davantage le taux, la durée de vie et la transformabilité, elles peuvent consolider leurs principaux clients potentiels dans des scénarios avantageux ; S'il y a des percées en termes de performances et de coûts, l'espace de marché s'étendra et deviendra une voie technologique clé pour les batteries au lithium. D'ici 2025, le marché mondial des batteries à semi-conducteurs pourrait atteindre 100 milliards de yuans.