新能源汽车行业发展初期“政策市”属性,没给
电池企业预留太多反应时间。急于寻求配套以及落地产品,各自为营成为常态。
直到产能大战爆发,供需双方在这场乱战中方才意识到,简单的供应关系无法获得安全感。
于是,各方协作、深度绑定成为整个产业链的共识。
这种共识,直接作用于固态电池发展阶段。从抹黑找入口到各自为战,整个行业已经初现报团取暖端倪。
上汽、北汽、广汽投资清陶,吉利、蔚来、华为、小米等投资卫蓝,长安、东风投资赣锋,一汽投资辉能,一汽解放签约孚能科技,银河科技合作国轩高科,纳科诺尔联合清研电子等等。车企、电池企业、设备企业、材料企业均参与前期研发。与此同时,行业也建立相关联盟,囊括政产学研金各方资源。
在此背景下,各相关企业如何布局固态电池技术路线、进展如何,以下据此跟进最新动态。
01.
整车企业
1、广汽埃安
广汽埃安自研全固态电池,第三代海绵硅负极+高容量正极+氧化物、硫化物固态电解质复合路线,预计2026年装车昊铂车型。
此前发布过一款30Ah全固态电池,能量密度可达400Wh/kg、910Wh/L以上。
2、一汽
一汽全固态电池技术路线为高镍三元+硅基负极+硫化物电解质,2027年小规模示范性量产。
目前核心材料及20Ah样品电芯已经开发完毕,电芯能量密度可到375Wh/kg。
3、上汽
上汽全固态电池布局,主要通过和清陶能源的合资公司上汽清陶完成。
清陶全固态电池技术路线高压锰基正极+含锂复合负极+卤化物及聚合物复合固态电解质,第一阶段电芯容量77.6Ah,能量密度406Wh/Kg,电池包能量密度288Wh/Kg,电压795V,第二阶段电芯能量密度目标500Wh/Kg以上。全固态量产产线2024年3季度在上海开工,2026年4季度全固态电池量产,2027年1季度装车上市。
4、北汽
固态电池产品上,北汽有自研布局,同时也投资过清陶能源。
北汽蓝谷此前表示,公司已经完成第二代固态电芯开发、电池系统台架测试验证和整车(ARCFOX αT)搭载验证。同时,第三代固态电池研发也在规划推进中,计划匹配极狐品牌新车型,开发一款高安全(不见火)、高能量密度(电芯能量密度360Wh/kg)的固态电池,目前处于车型项目立项过程中。
5、东风
东风较早将半固态电池落地,合作对象为赣锋,目前正在开发第二代固态电池(半固态),预计2024年上半年量产。
赣锋也是从半固态过渡到全固态,主要路线为氧化物/硫化物路线,匹配高镍正极,负极采用金属锂。
6、长安
长安在全固态电池布局上,采用自研+合作的方式进行,半固态、全固态电池电解质材料、工艺开发均有相应布局。
合作对象主要为赣锋,双方将基于下一代汽车动力电池(半)固态电池研发合作,探讨向电池上游锂矿资源、锂盐深加工、电池材料,中游电池制造及下游废旧电池综合回收利用延伸合作,推进电池产业全链条战略合作。
规划上,长安计划从2025年开始逐步量产应用半固态,重量能量密度达到350-500Wh/kg、体积能量密度750-1000Wh/L,2030年全面普及应用,全固态电池量产时间在2030年。
从专利来看,长安硫化物、氧化物路线均有所布局。
7、奇瑞
奇瑞目前规划在列的主要是半固态电池项目,与其持股公司安瓦新能源(国轩持有部分股份)投资半固态动力电池产业化项目已经落地,主要是能量密度300-340Wh/kg的半固态电池产品。
8、吉利
吉利子公司耀宁新能源成立的南浔固态研究院,2024年初具备从固态电解质烧结、半固态电池商业化量产到全固态电池小试的全方位能力,聚焦氧化物和硫化物路线。
与此同时,吉利还专门成立了固态电池研发团队,与多家动力电池厂商开展联合试验。此前层计划建设一条固态电池材料合成实验线。
此外,吉利还通过投资卫蓝新能源完善固态电池布局,而卫蓝主要走氧化物+聚合物路线。
02.
电池、材料企业
1、清陶能源
清陶能源规划从半固态过渡到全固态,在减少液态含量的同时,通过主材的更新及优化提升相应指标。
按照规划,清陶能源从半固态到准固态,再到全固态,电解质从氧化物+聚合物到氧化物、聚合物的复合IPC电解质中添加卤化物及硫化物,全固态就沿用IPC电解质体系;正极三元高镍到高镍、镍锰;负极从硅碳到含锂复合负极,再到金属锂或含锂合金;能量密度从360Wh/kg,过渡到400-500Wh/kg,最后超过500Wh/kg,对应体积能量密度<750Wh/L,700-1000Wh/L和>1000Wh/L。
目前,清陶已经完成30Ah全固态电池体系开发,干法核心工艺及设备开发,卤化物和各类聚合物基复合固态电解质开发。
产能布局上,清陶主要集中在三个区域,昆山0.7GWh(研发中心)+10GWh,台州10GWh,宜春1GWh+9GWh。
按照规划,首款全固态电池2026年4季度量产,2027年落地智己L6。
2、卫蓝新能源
卫蓝主要是氧化物+聚合物路线,湿法工艺,部分设备自研。能量密度目标400Wh/kg以上,2027年左右实现全固态电池量产。
产品层面,卫蓝此前展出过一款车用106Ah半固态电池,负极将硅材料与碳材料掺杂,即硅碳负极材料。
产能上,针对固态电解质,卫蓝与固纳成立了一家子公司“浙江蓝珧新材料科技有限公司”,在绍兴市越城区建设年产1万吨固态电解质,该工厂包含原材料仓库、固态电解质生产车间、成品库、辅助功能区域,目前已投产;目前四个产能基地,江苏溧阳(0.2GWh)、浙江湖州(22GWh)、北京房山(6GWh)和山东淄博(100GWh)。
客户层面,卫蓝半固态电池包已经交付蔚来,与吉利、小米、华为等建立合作、股权关系。
3、宁德时代
宁德时代比较旗帜鲜明地走硫化物+锂金属+高性能正极路线,计划2027年小批量量产。
按照规划,宁德时代将建立10Ah级别全固态电池验证平台,打通干法、湿法极片制备和电芯一体化成型工艺方案。
4、国轩高科
国轩科技全固态电池技术路线为高镍三元(单晶)+硫化物+硅负极,规划量产落地产品能量密度350Wh/kg,预计2027年小批量上车实验,2030年量产。
5、蜂巢能源
蜂巢能源将固态电池主要发展方向定在硫化物上,其表示目前具备20Ah全固态电池的能力,能量密度大于380Wh/kg。
6、亿纬锂能
亿纬锂能向来不单押某一技术路线,此前信息显示目前已布局聚合物、氧化物、卤化物路线,负极锂金属,正极高镍体系。
7、弗迪电池
弗迪电池采用高镍三元(单晶)+硅负极(高比容量低膨胀)+硫化物电解质(复合卤化物电解质)的材料体系。其认为该技术路线兼顾高能量密度和高安全,性能均衡,主要短板均有明确解决对策,商业化潜力较大。
工艺和设备由比亚迪自行设计与开发。
按照规划,2027-2029年为示范期,主要应用中高端
电动车拓展期,2030-2032年覆盖主流
电动车市场。
成本层面,比亚迪计划2030年到2033年通过规模化将固态电解质成本降低20%到30%,通过电解质降本、低电解质用量等设计从2024年到2027年将BOM成本降低20-30倍,提升产品良率、规模化和工艺优降低30%-50%制造费用。
指标规划上,电芯容量可以做到60Ah及以上,能量密度分别达到400Wh/kg和800Wh/L及以上。
8、中创新航
中创新航也是从半固态过渡到全固态。
按照此前公布的消息,半固态技术能量密度能达到450Wh/kg。全固态电池技术采用复合金属负极的,能量密度能达到600Wh/kg,更高安全性能,循环寿命进一步改善。
9、孚能科技
按照孚能科技董事长王瑀此前透露的信息,孚能科技TWh的固态化第一代半固态产品在2022年9月投产,第二代将在2025年投产,第三代预计2028年投产,400Wh/kg以上的全固态电池计划2032年投产。
能量密度规划上,第一代半固态电池能量密度达到了270-330Wh/kg,第二代要达到300-350Wh/kg,第三代要达到330-375Wh/kg。
10、高能时代
拥有日系车企固态电池背景的高能时代,聚焦硫化物技术研发,目前已有应用于消费电子产品的20Ah级别硫化物全固态电池样品。
目前,高能时代能够对硫化物电解质关键材料进行批量化生产,预计2023年内完成全固态电池量产实验,2024年完成中试线并小批量生产3C类产品电池,2025年能够把全固态电池技术应用在汽车、储能等领域。
高能时代在全球各大洲均有研发布局,目前在大中华地区正在规划中试线及生产基地。
11、恩力动力
恩力动力日前表示其研发的大容量全固态电池在五压力环境下可实现数百次稳定充放循环,容量保持率仍在85%以上,可应用在低空无人机、电动垂直起降飞行器等领域。
恩力动力主要是硫化物+锂金属路线,先后研发出520Wh/kg的锂金属固态电池、389Wh/kg的18650圆柱电池,发布1-10Ah的全固态锂金属电芯,采用硫化物电解质和锂金属负极,其能量密度达到300Wh/kg。
12、赣锋锂电
赣锋锂电主要路线为GARNET型和NASICON型氧化物,锂金属负极。
产品层面,第一代固液混合电池已经量产,能量密度240-270Wh/kg,第二代固液混合电池(三元正极、固态隔膜、锂金属负极)目前处于研发阶段,能量密度可达到400Wh/kg以上。
产能方面,目前已建成6大电池生产基地,合计产能达到20GWh以上,其中半固态电池产能为4GWh,重庆赣锋20GWh将成为国内最大的固态电池生产基地,由该基地生产的首批固态电池pack也开始交付。
合作上,除长安汽车外,公司之前与东风汽车合作,后续还将与赛力斯合作。
13、太蓝新能源
太蓝新能源聚焦氧化物路线、锂金属负极。
此前官宣已经制备出120Ah车规级全固态电池,能量密度720Wh/kg,正极富锂锰基、负极锂金属基材料、氧化物复合固态电解质。
03.
设备企业
1、海目星
实现国内固态及准固态电池中试产线多种设备和产线的交付及生产,其中部分设备已实现480Wh/kg电池量产及销售,循环次数超过400次。
2、先导智能
固态电极制备、固态电解质膜制备、复合设备以及裸电芯组装到除气封装和化成分容,已获多家国际知名企业固态电池关键设备订单。
3、赢合科技
已交付部分固态电池涂布机设备。
4、福能东方
公司旗下子公司超业精密具备生产固态电池设备相关技术,占公司整体营收比例较小。
5、信宇人
有供应固态电池相关设备。
6、豪森股份
正在储备固态电池相关设备技术。
7、银河科技
2022年与国轩高科合作研发了半固态涂布机和辊分一体机;中标广汽因湃固态电池正负极涂布、分切及辊压设备订单。
8、利元亨
拥有完全自主知识产权的干法电极核心装备项目已开发成功;2021年与清陶能源签署4份固态电池产线设备购销合同,从制片段到化成分容检测段;2022年向国轩高科交付半固态电池中试生产线。
9、嘉拓智能
已开展KATOP干法实验室,在混料阶段研发出高速粉碎机、密炼机、气流磨、流化床、干法搅拌机;在压延阶段,推出了开炼机、对辊机、三辊辊压机、双钢带成膜机。
10、纳科诺尔
"联合清研电子推出八辊干法成膜覆合一体机,实现电极膜成型以及电极膜与集流体复合的一体化。辊压宽度可达450mm,辊压速度高达50m/min,通过闭环控制和实时数据采集,其精度控制在±1.5μm。
该一体机采用8辊连轧设计,融合伺服辊缝控制、测厚厚度闭环控制、切边宽度/纠偏闭环控制、独立收膜/收卷设计、MES系统实时数据采集等多项创新技术"。
11、高能数造
2024年5月产线级全固态电池复合极片高效打印平台(简称“3D-PT”)正式开启交付,适用于固态电解质与正/负极片、锂金属负极片的复合制造,实现高精度正、负极片双面复合电解质、锂金属负极片双面复合电解质打印及智能烘干,自动完成复合极片分隔收集。
12、杭可科技
已与多家固态电池厂商共同开发固态、半固态电池后端产线,近几年已经顺利完成多个试验线和量产线设置投产。
13、骄成超声
公司超声波焊接设备可用于固态电池极耳焊接,目前有相应研发和布局。
(责任编辑:子蕊)