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亚化咨询:中国2017年固态锂电池最新进展

2017-12-18

目前,中国新能源汽车主要使用的是磷酸铁锂电池与三元电池。随着能量密度要求的提高,三元电池已成为市场主流。而2017年4月,工信部等印发的《汽车产业中长期发展规划》指出,到2020年,动力电池单体比能量达到300Wh/kg以上,力争实现350Wh/kg,系统比能量力争达到260Wh/kg;到2025年,动力电池系统比能量达到350Wh/kg。

 

亚化咨询认为,工信部提出的动力电池单体比能量的2020年的目标可通过现有的锂离子电池技术来实现,若想达成更高能量密度的目标,则需要考虑新型电池工艺,固态锂电池将成为重要发展方向。

 

固态锂离子电池是一种使用固态电解质的电池。在构造上,固态锂离子电池比传统锂离子电池简单。固态电解质除传导锂离子,也充当了隔膜的角色。因此,在固态锂电池中,电解液、隔膜与粘结剂PVDF等都不需要使用。工作原理上,固态锂离子电池和锂离子电池相通,充电时,正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌,通过固体电解质向负极迁移,电子通过外电路向负极迁移,两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。放电过程与充电过程相反,此时电子通过外电路驱动电子器件。

 

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锂离子电池与固态锂离子电池对比

 

最新进展

 

珈伟股份

 

201712月,珈伟股份发布公告,由公司控股子公司珈伟龙能固态储能科技如皋有限公司在如皋经济技术开发区负责建设的动力锂电池及电池包项目已完成设备的安装调试。目前,项目一期快充类锂电池生产线正式投产。

 

该项目总产能规模为2.1GWh,其中一期已投产产能规模为0.1GWh,主要有快充的纳米复合钛酸锂离子电池、快充的新型纳米复合磷酸铁锂离子电池、快充的纳米高镍复合材料锂离子电池、高能量密度锂离子电池四种类型,将主要运用在新能源汽车和储能领域。

 

针对项目二期2GWh项目,珈伟龙能已与其他两方签署《珈伟龙能高端锂离子二次电池及电芯项目三方合作建设合同》,项目固定资产总投资为3.8亿元。

 

宝马

 

201712月消息,宝马将联合美国电池公司Solid Power研发下一代固态电池技术,使用于电动汽车。

 

双方具体的合作资金尚未透露。

 

中天科技

 

201712月消息,中天科技正积极进行全固态锂离子电池的研发。

 

赣锋锂业

 

201712月,赣锋锂业发布公告,公司拟设立全资子公司浙江锋锂,以自有资金不超过2.5亿元投资建设第一代固态锂电池研发中试生产线。根据公告,该项目位于浙江省宁波市,建设期为2年。此外,公司拟根据相关法规及公司业务发展实际情况,制定并实施本项目考核与奖励方案。考核分为三期,每一期的业绩考核指标具体如下:

考核期间

业绩考核指标

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Ø  第一代固态锂电池技术指标达到:单体容量10Ah,能量密度不低于240Wh/kg1000次循环容量保持率大于90%,电池单体具备5C倍率的充放电能力;

Ø  电池研制品通过第三方机构安全检测;

20181231

Ø  试制出单体容量大于30Ah的第一代固态锂电池系列电芯,综合性能指标达到研制品水平;

Ø  年产亿瓦时级的第一代固态锂电池研发中试生产线建成投产,稳定运行,达到设计产能;

Ø  实现二家以上的客户送样;

20191231

Ø  第一代固态锂电池销售额超过3亿元人民币,扣除固定资产折旧和研发费用后子公司实现盈亏平衡;

Ø  第二代固态锂电池技术指标达到:能量密度不低于300Wh/kg;综合性能指标达到国际领先水平;

Ø  初步完成第三代固态锂电池的可行性预研工作。

 

平煤国能

 

201712月,河南易成新能源股份有限公司发布控股子公司河南平煤国能锂电有限公司年产10亿Wh高安全性高比能动力锂离子电池项目可行性研究报告。

 

报告显示,项目位于河南省新乡市,计划总投资50亿元,分两期建设,其中一期年产10亿Wh的软包单体的生产能力,主要生产当下乘用车专配27Ah软包标准模组和30-50Ah超晶格软包模组,计划于2017年底动工,拟于2018年底试运行;二期根据科研成果的转化情况,规划产能90亿Wh,主要生产30-50Ah超晶格软包模组及全固态电池,计划在一期工程稳定生产后,201910月动工。

 

菲斯克(Fisker

 

201711月,中国万向集团旗下、位于美国加州的电动车制造商菲斯克(Fisker)提交了一份固态电池的专利。据悉,该电池采用了三维电极,该技术使电动车的续航里程数达到500英里以上,而充电时间仅为1分钟。据菲斯克(Fisker)预测,该技术在汽车领域内的量产应用需要等到2023年以后。

 

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日本日立

 

20178月,日本日立公司的研究人员宣布,其固态电池技术已研发完成。日立相关人士透露,目前日立已将固态电池的样品送到了航空航天和汽车行业的潜在客户。此外,日立正在与一个未公开的日本电池制造商合作,完善一些细节上的问题,并在2020年之前将固态电池投放市场。

 

丰田

 

20176月,丰田向美国提交的一份编号为20170179545的固态电池专利申请被公开。亚化咨询研究表明,该固态电池由硫化固态电解质和电极活性材料构成,其中,电解质材料的组成包括锂、磷、硫、碘等四种元素;正极材料则包含了一种磷酸酯。该磷酸酯在正极材料中的重量占比范围在1~30%不等。通过在正极材料中添加磷酸酯,该固态锂电池的热稳定性得以改善。7月,丰田表示,计划于2022年开始销售由全固态电池提供动力的电动车。

 

天津新动源

 

20171月,南京高新区与天津新动源科技发展有限公司签订框架合作协议。根据协议,天津新动源将总投资30亿元,将在未来两年实现高比容量固态锂离子电池的产业化,预计5年后达到10GWh的产能。

 

亚化咨询认为,目前固态锂电池存在固态电解质与正负极之间界面阻抗过高、固态电解质电导率偏低、材料制备成本昂贵等难题,使得固态锂电池暂时无法取代锂离子电池在新能源汽车中的应用。但是,考虑到市场对电池能量密度和安全性需求的持续提升,固态锂电池的发展前景值得期待。