文 | 華夏能源網
固態電池技術路線之爭塵埃落定?
華夏能源網&華夏儲能(公眾號hxcn3060)獲悉,近日,在某固態電池行業大會上,中國科學院院士歐陽明高表示,當前要聚焦以硫化物電解質為主體電解質匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線。
同時,歐陽明高還給出了技術路線圖:2025—2027年以石墨/低硅負極硫化物全固態電池為主,2027—2030年以高硅負極硫化物全固態電池為主,2030年以后,以鋰負極硫化物全固態電池為主。
值得一提的是,近期以來,包括華為、寧德時代(SZ:300750)、比亞迪(SZ:002594)在內的多家頭部企業,均宣布在硫化物技術上取得新突破?!案裟堫^”恩捷股份(SZ:002812)宣稱今年年底將建成百噸級硫化鋰中試線。
這些信息表明,硫化物固態電池技術路線正在成為行業共識。
華夏能源網注意到,在去年4月,歐陽明高還表示,國內目前對于對全固態電池的認知不一,技術方案多元,主流技術路線尚未確定。
不到一年的時間,固態電池風向已經發生重大轉變。這對電池行業意味著什么?
硫化物技術路線明顯占優
固態電池技術路線主要以電解質材料的不同而劃分。對于各種技術路線,多氟多(SZ:002407)曾這樣解釋:
固態電解質主要分為兩類,無機固態電解質和聚合物固體電解質,無機固態電解質性能優于聚合物固態電解質,而無機固態電解質又分為氧化物和硫化物。作為現階段固態電解質中離子電導率最高的材料,硫化物固態電解質的電導率性能通常是優于氧化物固態電解質的,更優于聚合物電解質。
同時,多氟多還表示:“我公司在硫化物電解質的技術研發方面有一定的積累,也可以說處于領先水平?!?/p>
字里行間,透露著多氟多對硫化物技術路線的看好。
多氟多,是國內電解液的龍頭。鋰電池由液態向固態迭代,電解液環節最受影響。因此,包括多氟多在內的電解液企業對固態電池的技術路線最為審慎,也最為關注。
華夏能源網注意到,多氟多看好硫化物技術也是經歷了一番過程。至少在2017年左右,多氟多在固態電池領域就有了一定成果,并申請了多項專利,包括2017年6月的《一種固態聚合物電解質及其應用》和2018年10月的《一種聚合物電解質及其制備方法和應用》等。彼時,多氟多和國內許多鋰電企業一樣,在走氧化物技術路線。但到了2020年之后,多氟多申請的固態電池專利集中在硫化物技術路線上。技術轉向非常明顯。
除了多氟多,另一電解液龍頭天賜材料(SZ:002709)也極為看好硫化物技術。去年12月,其在投資者互動平臺上表示,公司在固態電池電解質材料中有著明確的技術規劃,并已有相應專利布局……已開發出了硫化鋰路線的固態電解質,現階段主要配合下游電池客戶做材料技術驗證。
華夏能源網不完全統計發現,在國內,押注硫化物技術的行業巨頭還有寧德時代、比亞迪、華為、恩捷股份等等。
值得一提的是,今年以來,在產能落地方面,硫化物路線也取得了新突破。
2月初,恩捷股份簽署合約,將在云南玉溪投建千噸級硫化鋰和硫鹵化物固態電解質產線,預計2026年—2027年底進入量產階段;2月21日,上海屹鋰新能源簽約江蘇常州,將建設年產值超300億元的硫化物電解質和全固態電池研發生產基地,目標是6月投產。
一邊是越來越多的龍頭押注,一邊是產能持續落地,硫化物固態電池路線已然成為主流技術路線。
激烈“競速賽”不可避免
去年5月底,有媒體報道稱,中國政府計劃投入約60億元用于全固態電池的研發工作,包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源、吉利共六家企業或獲得政府基礎研發支持,共分七大項目,分別聚焦聚合物和硫化物等不同技術路線。
在固態電池技術路線未明情況下,這是一種“賽馬機制”。這種機制的好處是,幾種技術路線齊頭并進,最終通過優勝劣汰來確定最佳方向,避免押錯技術路線。
上述六家企業中,寧德時代、比亞迪、一汽主要聚焦硫化物技術路線,上汽主要拓展聚合物路線,衛藍新能源主要開發氧化物和聚合物兩條路線,吉利則在硫化物和氧化物方向均有布局。
技術路線的固定,意味著“賽馬機制”即將結束,固態電池企業將聚焦在同一賽道,如果能夠形成合力,技術突破將會更加迅速。
當前,在固態電池賽道,不僅集齊了億緯鋰能(SZ:300014)、鵬輝能源(SZ:300438)、欣旺達(SZ:300207)、中創新航(HK:03931)等鋰電池行業的頭部廠商,同時又有清陶能源、衛藍新能源等實力雄厚的新秀涌現,這也注定了未來的競爭將更加劇烈。
值得一提的是,技術路線一旦確定,對于中國企業參與國際競爭也是重大利好。
華夏能源網注意到,全球固態電池已分成三大陣營,歐洲企業主要聚焦聚合物技術,日韓以及美國主要傾向硫化物技術,而國內企業此前更多的是看好氧化物技術。如果中國確定硫化物路線,那意味著將直接“硬剛”日韓企業。
縱觀全球鋰電池發展史,10年前,LG、三星、松下等日韓企業稱霸全球,但是近10年來,中國鋰電企業異軍突起,不斷向前攻,日韓企業則不斷退縮。最新數據顯示,2024年全球動力電池出貨前十企業中,中國占六位,并霸榜前兩位;全球儲能電芯出貨前十企業中,中國獨占九席,只把最后一名留給了韓國。
在固體電池技術路線中,日韓企業均押注實現難度最大、性能相對最優的硫化物技術路線,想搶先占領技術制高點,從而實現對中國企業的“彎道超車”。
無疑,這又是一場“明日之戰”。中國企業能否搶先實現硫化物全固態電池的量產,繼續在固態電池賽道占據“領頭羊”位置,非常值得期待。
儲能應用等待“爆發點”
日前,工信部、能源局等8部門聯合印發《新型儲能制造業高質量發展行動方案》,提出注重供給側和應用端有效銜接,并要求從推進電源和電網側儲能應用、拓展工商業儲能多元應用兩方面發力,提升新能源存儲、輸配和終端應用能力。
文件還提出,重點布局儲能用固態電池、全氣候低衰減長壽命電池、高一致性電池系統等先進儲能型鋰電池產品。這也為固態電池在儲能領域的應用提供了政策上的支持。
固態電池最早的應用場景是電動汽車,早在2021年,蔚來汽車宣布推出150kWh固態電池包,應用于蔚來ES8車型中。消息傳出,立即引發了行業轟動,也掀起了一股固態電池裝車潮。
自去年以來,低空經濟的興起以及人形機器人技術的突破性進展,又一次擴展了固態電池的應用場景。業內較為一致的觀點是,固態電池會最先在這些高技術領域得到規?;瘧?。
以上三大應用領域,剛好是固態電池“高能量密度”這一優點的用武之地。數據顯示,目前半固態電池能量密度已經可以達到500Wh/kg以上,對比之下,磷酸鐵鋰電池的能量密度一般在100—160Wh/kg左右,三元鋰電池在150—250Wh/kg之間,固態電池優勢明顯。
相對而言,儲能領域對能量密度的需求并不強烈,因此應用需求會稍弱一些。不過值得注意的是,目前儲能市場的使用需求已經在逐漸釋放了。
2024年,在華電集團、國電投、國家能源集團、大唐集團等電力央企的儲能招標項目中,均有固態電池的身影,采購需求合計近1GWh。華夏能源網注意到,在2024年,至少有3個固態電池儲能項目已經實現投運。
今年以來,又接連有關于固態電池招標項目的發布,如泰安肥城100MW/400MWh固態鋰電池儲能項目工程總承包項目、華電數智不連溝煤礦4.5MW/9MWh半固態儲能系統采購等。
放眼未來,固態電池在儲能領域的應用主要還有賴于技術突破和大幅度的降本。隨著磷酸鐵鋰電芯價格不斷下滑,且儲能系統的安全性不斷提高,固態電池明顯缺乏競爭力。
在日前舉行的某固態電池行業大會上,比亞迪首席技術官孫華軍表示:從長期發展的角度來看,全固態電池產銷規?;?,固態電池和液態電池可以接近于同價?;蛟S到那一天,固態電池在儲能領域才會迎來“爆發期”。