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aziende intervistate da an yufei/foto fornita da zhai chao/disegno

il giornalista del securities times an yufei

sulla strada dell’evoluzione delle batterie al litio, l’obiettivo finale sono le batterie allo stato solido. recentemente, molte aziende produttrici di batterie hanno rilasciato prodotti di batterie interamente allo stato solido, premendo il "pulsante di accelerazione" per l'industrializzazione di batterie interamente allo stato solido: il 28 agosto, penghui energy ha rilasciato la batteria interamente allo stato solido di prima generazione; lo stesso giorno, china new aviation ha rilasciato una batteria interamente a stato solido denominata "unbounded" e prevede di ottenere la verifica del carico di veicoli di piccolo volume nel 2027, ha affermato che la batteria interamente a stato solido dell'azienda dovrebbe raggiungere; produzione in piccoli volumi nel 2027...

il rapporto di ricerca citic securities stima che la domanda globale di spedizioni di batterie allo stato solido raggiungerà i 643 gwh nel 2030, con un tasso di crescita annuale composto del 133% dal 2024 al 2030 e uno spazio di mercato totale di 1,2 trilioni di yuan. l’industrializzazione delle batterie allo stato solido è iniziata lentamente.

qual è la situazione dello sviluppo delle batterie allo stato solido a livello nazionale? quali sono gli “ostacoli critici” difficili da superare nel viaggio dalle batterie liquide a quelle semisolide fino a quelle completamente allo stato solido? i giornalisti del securities times hanno visitato una serie di produttori della catena industriale delle batterie allo stato solido per cercare risposte.

batteria allo stato solido

l’industrializzazione “apre il sipario”

una bottiglia di polvere bianca poco appariscente contiene "l'enorme energia" delle batterie al litio da liquido a solido. questo è l'elettrolita completamente solido che gac aian ha mostrato al giornalista del securities times. entrando nella sala espositiva della lobby gac aian nel distretto di panyu, guangzhou, il giornalista ha visto l'elettrolita composito allo stato solido in polvere altamente adattabile all'ambiente confezionato in bottiglie di vetro, così come le batterie allo stato solido al litio metallico e l'anodo privo di litio, tutto -batterie allo stato solido prodotte con esso.

secondo lo staff di gac aion, le batterie interamente allo stato solido prodotte con elettroliti allo stato solido sono "difficili da sviluppare quanto scalare l'everest". possono raggiungere elevate prestazioni di sicurezza e una densità di energia ultraelevata di 400 wh/kg, consentendo il l'autonomia del veicolo superi i 1.000 chilometri. gac aian prevede di completare lo sviluppo di batterie interamente allo stato solido nel 2026 e di equipaggiarle per la prima volta sui modelli haopin.

secondo le statistiche del qidian research institute, le aziende cinesi della filiera delle batterie allo stato solido sono concentrate principalmente nel delta del fiume pearl e nel delta del fiume yangtze. dal delta del fiume pearl al delta del fiume yangtze, dalle aziende produttrici di batterie midstream ai produttori di apparecchiature per batterie al litio, il giornalista è arrivato alla principale fabbrica intelligente di wuxi, jiangsu. qui vengono prodotte apparecchiature di precisione e di grandi dimensioni per batterie al litio. pioneer intelligence ha completato la ricerca tecnica sulla preparazione degli elettrodi interamente allo stato solido, sulle apparecchiature per la preparazione della membrana elettrolitica interamente allo stato solido e sulle soluzioni di linea completa di batterie allo stato solido.

wang yanqing, presidente di lead intelligent, ha detto a un giornalista del securities times: "le batterie allo stato solido sono vicine alla 'fase commerciale' in termini di maturità tecnologica. tuttavia, poiché non hanno ancora raggiunto la produzione di massa su larga scala , il loro rapporto costo-efficacia è relativamente basso e sono ancora in fase di esplorazione e verifica del mercato ora che gli operatori di fascia alta hanno smesso di aspettare e sono attivamente impegnati nello sviluppo del mercato e nella costruzione di batterie allo stato solido , si prevede che il settore inaugurerà un periodo di rapide opportunità di sviluppo”.

attualmente, le batterie semisolide, quasi solide e completamente solide vengono collettivamente denominate batterie allo stato solido. recentemente, penghui energy e zhongxin aviation hanno rilasciato batterie interamente allo stato solido e il processo di commercializzazione delle batterie semi-solide è più veloce. modelli come lantu zhuguang e zhiji l6 hanno già implementato batterie semi-solide è iniziata l’industrializzazione delle batterie allo stato solido.

secondo il "libro bianco sullo sviluppo delle batterie allo stato solido 2024" pubblicato dal qidian research institute, alla fine di agosto 2024, le società cinesi della catena industriale delle batterie allo stato solido (escluse le società di apparecchiature) hanno superato le 250, comprese 100 società di batterie e 50 aziende di elettroliti a stato solido home. attualmente, la capacità di produzione di batterie allo stato solido e i piani annunciati da varie aziende hanno superato i 400 gwh e lo sviluppo di batterie allo stato solido subirà un’accelerazione nei prossimi anni.

filiera dell’industria delle batterie

sarà "capovolto"

in questa fase, i quattro materiali chiave per le batterie al litio sono i materiali catodici, i materiali anodici, i separatori e gli elettroliti. ciascun anello dei materiali coinvolge un gran numero di aziende della catena industriale.

il motivo per cui le batterie allo stato solido sono più sicure e hanno una densità energetica maggiore rispetto alle batterie liquide è che sostituiscono l'elettrolita e il separatore con elettroliti solidi non infiammabili, che possono essere compatibili con materiali di elettrodi positivi e negativi con volumi specifici più elevati. ciò significa che man mano che le batterie liquide si spostano verso le batterie allo stato solido, la catena industriale delle batterie subirà cambiamenti “enormi” e le aziende produttrici di separatori ed elettroliti ne subiranno il peso.

"in termini di produzione, se la batteria allo stato solido utilizza un processo a umido, l'attuale attrezzatura generale per batterie al litio liquido non può essere utilizzata. se viene utilizzato un processo a secco, due terzi delle attuali apparecchiature per batterie al litio liquido non possono essere utilizzate. utilizzate. pertanto, è necessario riprogettare e abbinare i processi e le apparecchiature di produzione delle batterie allo stato solido, come la tecnologia di preparazione degli elettrodi a secco", ha affermato wu yulong, direttore della ricerca del qidian research institute.

il professor zhang yongzhu della central south university ha affermato che la realizzazione di prodotti semisolidi e completamente solidi richiede la modifica e l’adeguamento dell’attuale linea di produzione, il che richiede del tempo. nel nuovo settore energetico, trilioni di yuan sono stati investiti in linee di produzione di batterie liquide. le aziende devono prima recuperare i loro investimenti nelle batterie liquide tradizionali, per poi passare allo stato semi-solido e completamente solido. nei prossimi 3-5 anni, le fabbriche di attrezzature, di software e di chip dovranno dedicare tempo all’industrializzazione semi-solida e completamente solida per ridurre i costi.

sulla strada della produzione di massa

ci sono ancora "passaggi pericolosi"

il qidian research institute prevede che lo sviluppo globale delle batterie allo stato solido subirà un’accelerazione nei prossimi due anni. dal 2025 al 2030 sarà il periodo di introduzione delle batterie allo stato semi-solido e dei prodotti a base di batterie quasi allo stato solido, mentre dal 2030 al 2030. il 2035 sarà il periodo di introduzione di tutti i prodotti con batterie allo stato solido. sebbene molte case automobilistiche abbiano raggiunto l’“uso a bordo” delle batterie allo stato semi-solido, lo sviluppo del settore delle batterie allo stato solido deve ancora affrontare molteplici difficoltà quali tecnologia, percorsi, materiali e costi.

da un punto di vista tecnico, il problema principale dell'"interfaccia solido-solido" deve essere risolto. negli elettroliti solidi, il contatto di interfaccia tra l'elettrodo e l'elettrolita cambia da contatto solido-liquido a contatto solido-solido e l'area di contatto è piccola, formando una resistenza di interfaccia più elevata. ciò porta a problemi come una durata del ciclo ridotta e scarse prestazioni di ricarica rapida delle batterie allo stato solido. "come risolvere il problema dell'interfaccia nelle batterie allo stato solido è diventata la chiave per stabilire se le batterie allo stato solido possono essere applicate su larga scala. come tenere conto della conduttività, ridurre le reazioni collaterali e ridurre l'impedenza sono ancora le direzioni che il l'industria sta attualmente lavorando", ha detto wu yulong.

dal punto di vista dei materiali, i sistemi di batterie a stato solido utilizzano materiali per elettrodi positivi e negativi ad alte prestazioni, che spesso coinvolgono metalli rari ad alto prezzo, e il costo delle materie prime è molto più alto di quello delle batterie liquide. "la maggior parte dei materiali degli elettrodi e degli elettroliti necessari per le batterie allo stato solido sono nuovi materiali ad alta tecnologia. inoltre, la catena industriale non è ancora completa, alcune materie prime non sono state prodotte in serie e il costo complessivo della catena industriale è relativamente alto, che ha anche limitato lo sviluppo del mercato in una certa misura", ha detto wang yanqing ai giornalisti.

dal punto di vista dei prezzi, i dati forniti ai giornalisti dal qidian research institute mostrano che le batterie semi-solide vendute da un'azienda produttrice di batterie a stato solido alle case automobilistiche hanno un prezzo superiore a 2 yuan/wh, mentre le quasi-solide le batterie a stato solido vendute da un'azienda emergente di batterie a stato solido a una compagnia aerea vengono vendute per più di 2 yuan/wh. il prezzo supera i 7 yuan/wh. nello stesso periodo, il prezzo delle batterie ternarie liquide per autoveicoli era compreso tra 0,5 yuan e 0,6 yuan/wh, e il prezzo delle batterie al litio ferro fosfato era compreso tra 0,3 yuan e 0,45 yuan/wh. si può vedere che il prezzo delle batterie allo stato solido è attualmente molte volte superiore a quello delle batterie a liquido. la riduzione dei costi diventerà un ostacolo fondamentale da superare prima della commercializzazione su larga scala delle batterie allo stato solido.

tuttavia, poiché la densità energetica delle batterie al litio liquido è vicina al limite di sicurezza, lo sviluppo delle batterie a stato solido deve essere superato anche se si trova ad affrontare molti pericoli. wang yanqing ritiene: "con il miglioramento della tecnologia di produzione e l'avanzamento della produzione su larga scala, il costo delle batterie allo stato solido diminuirà gradualmente e alla fine avranno competitività sul mercato per competere con le batterie semisolide e anche con quelle tradizionali". batterie liquide”.