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A differenza del settore delle batterie al litio che sta entrando in un periodo di raffreddamento, la popolarità delle batterie allo stato solido ha continuato ad aumentare quest’anno. I dati diffusi da Gaogong Lithium Battery, un’organizzazione di consulenza industriale, mostrano che da gennaio a luglio la capacità di produzione di nuove batterie allo stato solido ha superato i 142 GWh, comportando un investimento totale di oltre 64,4 miliardi di yuan.

Grazie alle loro eccellenti prestazioni, le batterie allo stato solido sono diventate il fulcro delle principali aziende produttrici di batterie e del mercato dei capitali. Gli esperti del settore ritengono che, man mano che sempre più aziende competono per il mercato delle batterie allo stato solido, la tecnologia delle batterie allo stato solido e l’ottimizzazione dei processi verranno promosse, accelerando così la sua applicazione commerciale.

Il 18 luglio, il primo progetto di parco industriale per l'innovazione delle batterie a stato solido del Sichuan è stato lanciato nella città di Yibin, con un investimento totale di 9,5 miliardi di yuan. La prima fase del progetto attualmente in fase di promozione prevede la realizzazione principalmente di una linea di produzione di batterie ad alta sicurezza da 4GWh e di una piccola linea di test di batterie interamente allo stato solido da 30MWh.

Infatti, molti produttori di batterie nazionali, tra cui CATL, Sunwoda, Guoxuan Hi-Tech, Qingtao Energy, China New Aviation, Honeycomb Energy, Everview Lithium Energy e BAK Battery, hanno annunciato la pianificazione relativa ai prodotti per batterie allo stato solido.

CATL ha recentemente dichiarato che la società continua ad aumentare gli investimenti nelle batterie allo stato solido e si prevede che raggiungerà la produzione in piccoli lotti nel 2027. Il 13 giugno, Sunwanda ha dichiarato che l'azienda produttrice di batterie allo stato solido ha avviato un progetto di ricerca e sviluppo dal 2015, progettando batterie interamente allo stato solido di prima generazione da 400 Wh/kg e di seconda generazione da 500 Wh/kg. Tra questi, l’ultimo campione amperora della batteria interamente a stato solido di prima generazione può raggiungere un ciclo stabile di oltre 1.000 cicli; il campione di laboratorio di seconda generazione ha raggiunto l’obiettivo di densità energetica di 500 Wh/kg. A maggio, Guoxuan High-tech ha rilasciato la batteria Jinshi utilizzando la tecnologia delle batterie allo stato solido, con una densità di energia delle celle di 350 Wh/kg, che è superiore di oltre il 40% rispetto alle tradizionali batterie al litio ternarie liquide.

Esistono anche crossover nel campo delle batterie a stato solido. Foxconn ha recentemente annunciato che si concentrerà sul settore delle batterie a stato solido nella zona sperimentale economica globale dell'aeroporto di Zhengzhou e creerà progetti di ricerca e sviluppo e produzione di celle per batterie a stato solido, semi-solide e completamente a stato solido.

Inoltre, i produttori di batterie giapponesi e coreani come LG New Energy e Samsung SDI hanno compiuto sforzi tempestivi e continui nel campo delle batterie allo stato solido. Nel marzo di quest'anno, Samsung SDI ha reso noto per la prima volta il suo piano di produzione di massa di batterie allo stato solido ad alte prestazioni. Prevede di raggiungere la produzione di massa nel 2027. Utilizzerà elettroliti allo stato solido proprietari e una tecnologia priva di catodo. densità energetica di 900Wh/L. LG New Energy prevede di lanciare batterie allo stato solido polimeriche e batterie allo stato solido al solfuro nel 2028, e batterie allo stato solido al solfuro ad alte prestazioni nel 2030.

Nel complesso, rispetto alle batterie liquide, le batterie allo stato solido presentano molti vantaggi come elevata sicurezza ed elevata densità di energia e soddisfano le esigenze di sviluppo della tecnologia delle batterie di prossima generazione. Pertanto, sono diventate il fulcro della ricerca e dello sviluppo di vari paesi.

Tuttavia, sebbene le batterie allo stato solido stiano diventando sempre più popolari, i programmi di produzione di massa delle aziende produttrici di batterie e di automobili si concentrano generalmente intorno al 2027. Secondo gli esperti del settore, il motivo per cui le batterie allo stato solido non possono raggiungere una produzione di massa su larga scala a breve termine è dovuto a limitazioni tecniche come le interfacce dei materiali e i processi.

Gli elettroliti sono il nucleo delle batterie a stato solido. Attualmente, i tre principali sistemi elettrolitici delle batterie a stato solido sono ossidi, solfuri e polimeri. Ciascuno dei tre presenta vantaggi e svantaggi in termini di conduttività e stabilità. Resta inteso che Samsung SDI, CATL e altri preferiscono i sistemi elettrolitici solforati, mentre alcune aziende nazionali come Weilan New Energy scelgono il percorso composito polimero + ossido.

Nel complesso, rispetto alle attuali batterie liquide tradizionali, le batterie a stato solido utilizzano elettroliti solidi, con conseguente bassa conduttività ionica, con conseguente velocità di carica e scarica della batteria più lenta e uno sbiadimento della capacità più rapido rispetto al contatto solido-liquido, al contatto solido-liquido il contatto e la stabilità dell'interfaccia sono peggiori.

"La stabilità interfacciale tra elettroliti e materiali attivi deve essere migliorata. Inoltre, gli elettroliti solforati, ad esempio, sono più sensibili ai gas e sono anche più costosi. I sistemi polimerici sono facili da lavorare e hanno buone proprietà meccaniche, ma la loro conduttività elettrica è relativamente povero. ," ha detto un praticante ad un giornalista di China Energy News.

In base alla proporzione di elettrolita liquido nel nucleo della batteria, le batterie allo stato solido possono essere suddivise in tre categorie: semisolide, quasi solide e completamente solide. Tra queste, le batterie semi-solide e quasi-solide contengono una piccola quantità di elettrolita al loro interno e sono considerate il percorso di transizione dalle batterie liquide a quelle completamente solide. Attualmente, la maggior parte delle aziende nel mio paese considera le batterie semi-solide come le prime passo avanti nello sviluppo delle batterie allo stato solido. "Le batterie semisolide contengono una piccola quantità di elettrolito, che si trova fondamentalmente tra le batterie liquide esistenti e le batterie interamente allo stato solido. Il suo vantaggio è che risolve il problema della grande impedenza di interfaccia delle batterie interamente allo stato solido e il prezzo è relativamente basso ed è più facile produrre in serie l'applicazione." hanno sottolineato gli addetti ai lavori del settore.

Allo stato attuale, il mercato delle batterie allo stato solido ha ampie prospettive ed è diventato un campo di battaglia per tutti i paesi. Vale la pena notare che il Giappone, l’Europa e gli Stati Uniti stanno attualmente aumentando gli sforzi di ricerca e sviluppo nel settore delle batterie allo stato solido, con l’intenzione di cambiare lo status quo che resta indietro rispetto alla Cina nel settore delle batterie al litio liquido.

"Al momento, le batterie allo stato solido non sono ancora state commercializzate su larga scala e si stanno sviluppando anche le attuali batterie al litio liquido. Non esiste un percorso tecnologico tradizionale per le batterie allo stato solido in patria e all'estero. Le aziende cinesi devono prima rompere attraverso il collo di bottiglia tecnico per sviluppare batterie allo stato solido." I professionisti sopra menzionati hanno suggerito che,Le imprese cinesi devono rafforzare ulteriormente la collaborazione tra industria, università e ricerca, potenziare la ricerca e sviluppo e l’innovazione di nuovi materiali e nuove tecnologie e superare innanzitutto i colli di bottiglia tecnici per ottenere ulteriori progressi a livello tecnico, layout della catena industriale, scenari applicativi, riduzione dei costi e altri aspetti.Allo stesso tempo, è necessario rafforzare la ricerca tematica di base e la struttura dei brevetti.

Allo stesso tempo, i costi più elevati rappresentano anche un grave ostacolo che limita l’industrializzazione su larga scala delle batterie allo stato solido. Un rapporto di ricerca di CITIC Securities ha sottolineato che gli attuali costi totali delle batterie semisolide all'ossido e delle batterie semisolide al solfuro sono rispettivamente di circa 0,76 yuan/Wh e 0,86 yuan/Wh, che sono significativamente più alti rispetto alle batterie agli ioni di litio liquidi In futuro saranno necessari investimenti in ricerca e sviluppo ed effetti di scala per ottenere una riduzione duratura dei costi.

Vale la pena ricordare che in risposta all’elevato costo delle batterie allo stato solido, l’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina ha recentemente sviluppato un nuovo elettrolita solido al solfuro per batterie interamente allo stato solido. Il costo della materia prima è di soli 14,42 dollari al chilogrammo , che è inferiore a quello di altri solfuri solidi, pari all'8% del costo delle materie prime elettrolitiche.

Il rapporto di ricerca di CITIC Construction Investment sottolinea che se le batterie allo stato solido possono trarre vantaggio e rafforzare la sicurezza, sforzarsi di sfruttare la densità di energia e ottimizzare ulteriormente la velocità, la durata del ciclo e la lavorabilità, possono consolidare i loro potenziali clienti principali in scenari vantaggiosi; Se ci saranno progressi in termini di prestazioni e costi, lo spazio di mercato si espanderà e diventerà un percorso tecnologico chiave per le batterie al litio. Entro il 2025, il mercato globale delle batterie allo stato solido potrebbe raggiungere i 100 miliardi di yuan.