новости

В отличие от индустрии литиевых батарей, вступающей в период охлаждения, популярность твердотельных батарей в этом году продолжила расти. Данные, опубликованные отраслевой консалтинговой организацией Gaogong Lithium Battery, показывают, что с января по июль мощность производства новых твердотельных батарей превысила 142 ГВтч, а общий объем инвестиций составил более 64,4 млрд юаней.

Благодаря своим превосходным характеристикам твердотельные аккумуляторы оказались в центре внимания крупных аккумуляторных компаний и рынка капитала. Инсайдеры отрасли полагают, что по мере того, как все больше и больше предприятий конкурируют за твердотельные аккумуляторы, технология твердотельных аккумуляторов и оптимизация процессов будут продвигаться, тем самым ускоряя их коммерческое применение.

18 июля в городе Ибинь был запущен первый в провинции Сычуань проект инновационного промышленного парка твердотельных аккумуляторов с общим объемом инвестиций 9,5 млрд юаней. На первом этапе реализуемого в настоящее время проекта в основном строится линия по производству аккумуляторов высокой безопасности мощностью 4 ГВтч и небольшая испытательная линия твердотельных аккумуляторов мощностью 30 МВтч.

Фактически, многие отечественные производители аккумуляторов, в том числе CATL, Sunwoda, Guoxuan Hi-Tech, Qingtao Energy, China New Aviation, Honeycomb Energy, Everview Lithium Energy и BAK Battery, объявили о планах по выпуску твердотельных аккумуляторов.

CATL недавно заявила, что компания продолжает увеличивать инвестиции в твердотельные батареи и, как ожидается, достигнет мелкосерийного производства в 2027 году. 13 июня Sunwanda заявила, что компания, производящая твердотельные аккумуляторы, с 2015 года начала исследования и разработки, планируя выпуск твердотельных батарей первого поколения емкостью 400 Втч/кг и второго поколения емкостью 500 Втч/кг. Среди них последний образец твердотельной батареи первого поколения, рассчитанный на ампер-часы, может достигать стабильного цикла более 1000 циклов; лабораторный образец второго поколения достиг целевого показателя плотности энергии 500 Втч/кг. В мае компания Guoxuan High-tech выпустила батарею Jinshi, использующую полностью твердотельную аккумуляторную технологию, с плотностью энергии элемента 350 Втч/кг, что более чем на 40% выше, чем у традиционных жидких тройных литиевых батарей.

Есть также кроссоверы в области твердотельных аккумуляторов. Foxconn недавно объявила, что сосредоточится на производстве твердотельных аккумуляторов в комплексной экономической экспериментальной зоне аэропорта Чжэнчжоу и создаст научно-исследовательские и производственные проекты в области твердотельных электролитов, полутвердых и полностью твердотельных аккумуляторных элементов.

Кроме того, японские и корейские производители аккумуляторов, такие как LG New Energy и Samsung SDI, уже предприняли постоянные усилия в области твердотельных аккумуляторов. В марте этого года Samsung SDI впервые раскрыла свой план массового производства высокопроизводительных твердотельных батарей. Она планирует наладить массовое производство в 2027 году. Компания будет использовать запатентованные твердотельные электролиты и безкатодную технологию. Плотность энергии 900 Втч/л. LG New Energy планирует выпустить полимерные твердотельные батареи и сульфидные твердотельные батареи в 2028 году, а более производительные сульфидные твердотельные батареи — в 2030 году.

В целом, по сравнению с жидкими батареями, твердотельные батареи имеют множество преимуществ, таких как высокая безопасность и высокая плотность энергии, а также отвечают потребностям разработки аккумуляторных технологий следующего поколения. Поэтому они стали объектом исследований и разработок в различных странах.

Однако, хотя твердотельные аккумуляторы становятся все более популярными, графики массового производства твердотельных аккумуляторов компаниями-аккумуляторами и автомобильными компаниями обычно сосредоточены вокруг 2027 года. По мнению представителей отрасли, причина, по которой твердотельные батареи не могут достичь крупномасштабного массового производства в краткосрочной перспективе, связана с техническими ограничениями, такими как интерфейсы материалов и процессы.

Электролиты являются основой твердотельных аккумуляторов. В настоящее время тремя основными электролитными системами твердотельных аккумуляторов являются оксиды, сульфиды и полимеры. Каждая из трех имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения проводимости и стабильности. Понятно, что Samsung SDI, CATL и другие предпочитают системы с сульфидным электролитом, в то время как некоторые отечественные компании, такие как Weilan New Energy, выбирают композитный полимер + оксид.

В целом, по сравнению с нынешними распространенными жидкостными батареями, в твердотельных батареях используются твердые электролиты, что приводит к низкой ионной проводимости, что приводит к более медленной скорости заряда и разряда батареи и более быстрому снижению емкости по сравнению с твердотельным контактом, твердотельным контактом. Контакт интерфейса и стабильность хуже.

«Необходимо улучшить межфазную стабильность между электролитами и активными материалами. Кроме того, сульфидные электролиты, например, более чувствительны к газам, а также более дороги. Полимерные системы легко поддаются обработке и имеют хорошие механические свойства, но их электропроводность относительно беден», — сказал практикующий репортеру China Energy News.

По доле жидкого электролита в ядре твердотельные аккумуляторы можно разделить на три категории: полутвердые, квазитвердые и полностью твердые. Среди них полутвердые и квазитвердые батареи содержат внутри небольшое количество электролита и считаются переходным путем от жидких батарей к полностью твердым батареям. В настоящее время большинство компаний в моей стране считают полутвердые батареи первыми. шаг в развитии твердотельных аккумуляторов. «Полутвердотельные батареи содержат небольшое количество электролита, что в основном находится между существующими жидкими батареями и полностью твердотельными батареями. Их преимущество заключается в том, что они решают проблему большого интерфейсного импеданса твердотельных батарей и цены. относительно невелик, и его легче производить массово», — отметили инсайдеры отрасли.

В настоящее время рынок твердотельных аккумуляторов имеет широкие перспективы и стал полем битвы для всех стран. Стоит отметить, что Япония, Европа и США в настоящее время активизируют исследования и разработки в области полностью твердотельных батарей, намереваясь изменить статус-кво отставания Китая в области жидких литиевых батарей.

«В настоящее время твердотельные батареи еще не коммерциализированы в больших масштабах, и текущие основные жидкие литиевые батареи также разрабатываются. Не существует основного технологического маршрута для твердотельных батарей внутри страны и за рубежом. Китайские компании должны сначала сломать через технические трудности для разработки твердотельных батарей». Вышеупомянутые практики предположили, что,Китайские предприятия должны и дальше укреплять сотрудничество между промышленностью, университетами и исследованиями, укреплять исследования, разработки и инновации в области новых материалов и новых технологий, а также сначала преодолевать технические узкие места, чтобы добиться дальнейших прорывов в техническом уровне, структуре производственной цепочки, сценариях применения, сокращении затрат и других аспектах.В то же время необходимо усилить фундаментальные предметные исследования и патентную разработку.

В то же время более высокие затраты также являются основным узким местом, ограничивающим крупномасштабную индустриализацию твердотельных батарей. В исследовательском отчете CITIC Securities указывается, что текущая общая стоимость оксидных полутвердых батарей и сульфидных полутвердых батарей составляет примерно 0,76 юаней/ч и 0,86 юаней/ч соответственно, что значительно выше, чем у жидких литий-ионных батарей. В будущем для достижения устойчивого снижения затрат потребуются инвестиции в НИОКР и эффект масштаба.

Стоит отметить, что в ответ на высокую стоимость твердотельных батарей Китайский университет науки и технологий недавно разработал новый сульфидный твердый электролит для полностью твердотельных батарей. Стоимость его сырья составляет всего 14,42 доллара США за килограмм. , что меньше, чем у других сульфидных твердых веществ, на 8% от стоимости электролитного сырья.

В исследовательском отчете CITIC Construction Investment отмечается, что если твердотельные батареи смогут воспользоваться преимуществами и повысить безопасность, стремиться использовать преимущества плотности энергии и дополнительно оптимизировать скорость, срок службы и технологичность, они смогут консолидировать своих основных потенциальных клиентов в выгодных сценариях; Если произойдет прорыв в производительности и стоимости, рыночное пространство расширится и станет ключевым технологическим маршрутом для литиевых батарей. К 2025 году мировой рынок твердотельных батарей может достичь 100 миллиардов юаней.