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empresas entrevistadas por yufei/foto fornecida por zhai chao/cartografia

repórter do securities times, an yufei

no caminho para a evolução das baterias de lítio, as baterias totalmente de estado sólido são o objetivo final. recentemente, muitas empresas de baterias lançaram produtos de baterias totalmente de estado sólido, pressionando o "botão de aceleração" para a industrialização de baterias totalmente de estado sólido: em 28 de agosto, a penghui energy lançou a bateria totalmente de estado sólido de primeira geração; no mesmo dia, a china new aviation lançou uma bateria totalmente de estado sólido chamada "unbounded" e planeja realizar a verificação de carregamento de veículos de pequeno volume em 2027. catl disse que a bateria totalmente de estado sólido da empresa deverá alcançar; produção de pequeno volume em 2027...

o relatório de pesquisa da citic securities estima que a demanda global por remessas de baterias de estado sólido atingirá 643 gwh em 2030, com uma taxa composta de crescimento anual de 133% de 2024 a 2030 e um espaço de mercado total de 1,2 trilhão de yuans. a industrialização das baterias de estado sólido começou lentamente.

qual é a situação de desenvolvimento das baterias de estado sólido em todo o país? quais são os “obstáculos críticos” que são difíceis de superar na jornada das baterias líquidas às semi-sólidas e totalmente em estado sólido? os repórteres do securities times visitaram vários fabricantes de cadeias da indústria de baterias de estado sólido em busca de respostas.

bateria de estado sólido

a industrialização “abre a cortina”

uma garrafa de pó branco discreto contém a "enorme energia" das baterias de lítio, do líquido ao sólido. este é o eletrólito totalmente sólido que gac aian mostrou ao repórter do securities times. entrando no salão de exposições do lobby do gac aian no distrito de panyu, guangzhou, o repórter viu o eletrólito de estado sólido composto em pó altamente adaptável ao meio ambiente embalado em garrafas de vidro, bem como as baterias de estado sólido de metal de lítio e o ânodo sem lítio, todos -baterias de estado sólido produzidas com ele.

de acordo com a equipe do gac aion, as baterias totalmente de estado sólido produzidas com eletrólitos de estado sólido são “tão difíceis de desenvolver quanto escalar o monte everest. elas podem alcançar alto desempenho de segurança e uma densidade de energia ultra-alta de 400wh/kg, permitindo o a autonomia de cruzeiro do veículo exceda 1.000 quilômetros. a gac aian planeja concluir o desenvolvimento de baterias totalmente de estado sólido em 2026 e equipá-las primeiro nos modelos haopin.

de acordo com estatísticas do qidian research institute, as empresas da cadeia da indústria de baterias de estado sólido da china estão concentradas principalmente no delta do rio das pérolas e no delta do rio yangtze. do delta do rio das pérolas ao delta do rio yangtze, de empresas de baterias intermediárias a fabricantes de equipamentos para baterias de lítio, o repórter chegou à principal fábrica inteligente em wuxi, jiangsu. equipamentos de bateria de lítio grandes e precisos são fabricados aqui. a pioneer intelligence concluiu pesquisas técnicas sobre preparação de eletrodo totalmente em estado sólido, equipamento de preparação de membrana eletrolítica totalmente em estado sólido e soluções de linha completa de bateria totalmente em estado sólido.

wang yanqing, presidente da lead intelligent, disse a um repórter do securities times: "as baterias totalmente de estado sólido estão próximas do 'estágio comercial' em termos de maturidade tecnológica. no entanto, como ainda não alcançaram a produção em massa em grande escala, sua a relação custo-benefício é relativamente baixa e eles ainda estão em processo de exploração e verificação do mercado. agora que os players de ponta pararam de esperar e estão ativamente engajados no desenvolvimento do mercado e na construção de baterias totalmente de estado sólido. espera-se que a indústria inaugure um período de rápidas oportunidades de desenvolvimento.”

atualmente, as baterias semissólidas, quase-sólidas e totalmente sólidas são coletivamente chamadas de baterias de estado sólido. recentemente, a penghui energy e a zhongxin aviation lançaram produtos de baterias totalmente de estado sólido, e o processo de comercialização de baterias de estado semi-sólido é mais rápido. modelos como lantu zhuguang e zhiji l6 já implementaram baterias de estado semi-sólido. a industrialização das baterias de estado sólido já começou.

de acordo com o "livro branco de desenvolvimento de baterias de estado sólido de 2024" divulgado pelo qidian research institute, no final de agosto de 2024, as empresas da cadeia da indústria de baterias de estado sólido da china (excluindo empresas de equipamentos) ultrapassaram 250, incluindo 100 empresas de células de bateria e 50 empresas de eletrólitos de estado sólido home. atualmente, a capacidade de produção de baterias (semi) de estado sólido e os planos anunciados por várias empresas ultrapassaram 400 gwh, e o desenvolvimento de baterias de estado sólido irá acelerar nos próximos anos.

cadeia da indústria de baterias

será "virado de cabeça para baixo"

nesta fase, os quatro materiais principais para baterias de lítio são materiais catódicos, materiais anódicos, separadores e eletrólitos. cada elo de material envolve um grande número de empresas da cadeia industrial.

a razão pela qual as baterias totalmente de estado sólido são mais seguras e têm maior densidade de energia do que as baterias líquidas é que elas substituem o eletrólito e o separador por eletrólitos sólidos não inflamáveis, que podem ser compatíveis com materiais de eletrodos positivos e negativos com volumes específicos mais elevados. isto significa que, à medida que as baterias líquidas avançam para baterias de estado sólido, a cadeia da indústria de baterias passará por mudanças “tremendas”, com as empresas de separadores e eletrólitos arcando com o peso.

“em termos de fabricação, se a bateria totalmente de estado sólido adotar um processo úmido, o equipamento geral atual para baterias de lítio líquido não poderá ser usado. se um processo seco for usado, dois terços dos equipamentos atuais para baterias de lítio líquido não poderão ser usados. portanto, a correspondência precisa ser redesenhada. processos e equipamentos de produção de baterias totalmente de estado sólido, como tecnologia de preparação de eletrodo seco”, disse wu yulong, diretor de pesquisa do qidian research institute.

o professor zhang yongzhu, da universidade central sul, disse que a fabricação de produtos semissólidos e totalmente sólidos requer modificação e ajuste da linha de produção atual, o que leva algum tempo. na nova indústria de energia, trilhões de yuans foram investidos em linhas de produção de baterias líquidas. as empresas devem primeiro recuperar seu investimento em baterias líquidas tradicionais e depois passar para os estados semissólidos e totalmente sólidos. nos próximos 3 a 5 anos, as fábricas de equipamentos, fábricas de software e fábricas de chips precisarão reservar tempo para a industrialização semissólida e totalmente sólida para reduzir custos.

a caminho da produção em massa

ainda existem “passagens perigosas”

o qidian research institute prevê que o desenvolvimento global de baterias de estado sólido irá acelerar nos próximos dois anos. de 2025 a 2030 será o período de introdução de baterias de estado semi-sólido e produtos de bateria de estado quase sólido, e de 2030 a 2030. 2035 será o período de introdução de produtos de bateria totalmente de estado sólido. embora muitas empresas automobilísticas tenham alcançado a "integração" de baterias de estado semissólido, o desenvolvimento da indústria de baterias de estado sólido ainda enfrenta múltiplas dificuldades, como tecnologia, rotas, materiais e custos.

do ponto de vista técnico, o principal problema da “interface sólido-sólido” precisa ser resolvido. em eletrólitos sólidos, o contato da interface entre o eletrodo e o eletrólito muda de contato sólido-líquido para contato sólido-sólido, e a área de contato é pequena, formando uma maior resistência de interface. isso leva a problemas como ciclo de vida ruim e baixo desempenho de carregamento rápido de baterias de estado sólido. "como resolver o problema de interface em baterias de estado sólido tornou-se a chave para saber se as baterias de estado sólido podem ser aplicadas em larga escala. como levar em conta a condutividade, reduzir as reações colaterais e reduzir a impedância ainda são as direções que o indústria está trabalhando atualmente", disse wu yulong.

do ponto de vista dos materiais, os sistemas de baterias de estado sólido usam materiais de eletrodos positivos e negativos de alto desempenho, que geralmente envolvem metais raros de alto preço, e o custo das matérias-primas é muito maior do que o das baterias líquidas. "a maioria dos materiais de eletrodos e eletrólitos necessários para baterias de estado sólido são novos materiais de alta tecnologia. além disso, a cadeia industrial ainda não está completa, algumas matérias-primas não foram produzidas em massa e o custo geral da cadeia industrial é relativamente alta, o que também restringiu o mercado até certo ponto." wang yanqing disse aos repórteres.

do ponto de vista do preço, os dados fornecidos aos repórteres pelo qidian research institute mostram que as baterias de estado semi-sólido vendidas por uma empresa de baterias de estado sólido para montadoras custam mais de 2 yuans/wh, e as quase-sólidas as baterias de estado sólido vendidas por uma empresa emergente de baterias de estado sólido a uma empresa de aeronaves são vendidas por mais de 2 yuans/wh. o preço excede 7 yuans/wh. durante o mesmo período, o preço das baterias automotivas ternárias líquidas foi de 0,5 yuans a 0,6 yuans/wh, e o preço das baterias de fosfato de ferro-lítio foi de 0,3 yuans a 0,45 yuans/wh. pode-se verificar que o preço das baterias de estado sólido é atualmente várias vezes superior ao das baterias líquidas. a redução de custos se tornará um obstáculo importante que precisa ser superado antes da comercialização em larga escala de baterias de estado sólido.

no entanto, como a densidade energética das baterias de lítio líquido está próxima do limite de segurança, o desenvolvimento de baterias de estado sólido deve ser superado mesmo que enfrente muitos perigos. wang yanqing acredita: “com a melhoria da tecnologia de produção e o avanço da produção em grande escala, o custo das baterias totalmente de estado sólido diminuirá gradualmente e elas eventualmente terão competitividade de mercado para competir com baterias semissólidas e até mesmo tradicionais baterias líquidas.”