摘要

一場面向2025年后的下一代動力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開啟。

作為下一代動力電池的共識，所有關于固態(tài)電池的風吹草動，全球產(chǎn)業(yè)界都高度關注。

整個行業(yè)都清楚一個現(xiàn)實是：按照現(xiàn)有的三元和石墨作為正負極活性材料所組成的液態(tài)鋰離子動力電池，重量能量密度極限約為280Wh/kg左右。即便引入硅基合金替代純石墨作為負極材料后，能量密度的上限也只能達到300-350Wh/kg。

而將鋰金屬作為負極的全固態(tài)鋰金屬電池，該材料的容量為3860 mAh/g，約為石墨的10倍，與現(xiàn)有正極體系搭配，電池能量密度可以輕松達到400wh/kg以上，并且有望超過500wh/kg。

如何從目前的液態(tài)鋰離子電池過渡到固態(tài)金屬電池，目前業(yè)內(nèi)存在不同的路徑。

一種路徑是從液態(tài)鋰離子電池到固態(tài)鋰離子電池，再進一步到固態(tài)鋰金屬電池，目前以豐田、QuantumScape、輝能等為代表，另一種是從液態(tài)鋰離子電池到高濃度鋰金屬電池，再進一步到固態(tài)鋰金屬電池，以SES為代表。

近日，豐田再一次對外宣布，其如期推出固態(tài)電池原型產(chǎn)品并在概念車上運行，計劃2025年前量產(chǎn)固態(tài)電池。這也再一次以官宣的形式拉近了固態(tài)電池與市場的距離。

而去年以來，也有包括北汽新能源、合眾汽車等多家車企宣布加快固態(tài)電池的裝車試制。

從涉及企業(yè)來看，國際方面，以豐田、日產(chǎn)雷諾、通用等車企都在主導加緊固態(tài)電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化布局，三星SDI、SKI、LG化學、麻省固能、Quantum Scape等電池企業(yè)在固態(tài)電池領域不斷取得新突破。

國內(nèi)方面，包括輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、清陶能源、萬向一二三、衛(wèi)藍新能源等中國企業(yè)，都在建設固態(tài)電池產(chǎn)線甚至部分已投產(chǎn)，一場面向2025年后的下一代動力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開啟。

8月26-27日， “2020先進電池材料集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”將在深圳機場凱悅酒店深舉行，此次論壇上，將邀請多家國內(nèi)外固態(tài)電池企業(yè)負責人及行業(yè)專家圍繞固態(tài)電池核心技術突破和產(chǎn)業(yè)化瓶頸等展開深入探討，敬請期待。

會議之前，高工鋰電整理了2020年以來國內(nèi)外10家固態(tài)電池企業(yè)的最新進展，希望對行業(yè)有所裨益。

輝能科技

7月3日，輝能科技大陸區(qū)總部及全球產(chǎn)業(yè)基地項目簽約落戶杭州臨安區(qū)，總投資380億元。項目包括建設2GWh、5GWh固態(tài)鋰陶瓷電池芯產(chǎn)業(yè)化項目，并將考慮與車企合資建置產(chǎn)線等。

今年4月，其剛完成了近億美元D輪融資，用于固態(tài)電池的商業(yè)化落地和工廠建設。此前其曾獲得軟銀中國和丹豐資本的持續(xù)投資。

輝能最新可量產(chǎn)的動力電池固態(tài)產(chǎn)品SN-01，基于自身開發(fā)的固態(tài)陶瓷電解質(zhì)，采用NCM811＋硅系負極體系，重量能量密度可達231wh/kg，體積能量密度達550wh/L，同時可實現(xiàn)5C快充快放，預計將于2020年達到量產(chǎn)條件。

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星盈科技

星盈科技開發(fā)了PEO基-LFP/Li 固態(tài)電池體系，采用固相燒結(jié)離子導體(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固態(tài)電解質(zhì)；固態(tài)電解質(zhì)澆注原位固化的開發(fā)策略。該電池經(jīng)過50次循環(huán)之后還能接近98%。

其設計了一款80Ah-軟包固態(tài)電池，設計電池能量密度400wh/kg，解質(zhì)膜的厚度大概在30微米左右。

星盈科技全固態(tài)電池展望：2020年驗證固態(tài)電池材料體系，達到300Wh/Kg的5Ah軟包設計驗證；2022年固態(tài)鋰電池實現(xiàn)中試化生產(chǎn)；350Wh/Kg，循環(huán)>1000次；2024年建設年產(chǎn)2GWH 的全固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線實現(xiàn)量產(chǎn)；400Wh/Kg，循環(huán)>1000次。

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清陶能源

7月初，清陶能源宣布完成E+輪融資，由上汽集團領投，昆山國創(chuàng)投資集團、淮安市淮上英才創(chuàng)投跟投。

6月，清陶能源與新勢力企業(yè)合眾達成深度合作，共同推進固態(tài)電池的研發(fā)與應用，合眾旗下第二款量產(chǎn)車哪吒U將成為全球首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車。

據(jù)合眾汽車方面透露，雙方已經(jīng)對合眾與清陶雙方已經(jīng)對新款哪吒U進行了近兩年的聯(lián)合研發(fā)和測試，搭載固態(tài)電池的哪吒U計劃于10月份申報工信部公告，年底前量產(chǎn)500臺。

贛鋒鋰業(yè)

贛鋒鋰業(yè)第一代2億瓦時的固態(tài)電池中試線已順利投產(chǎn)，產(chǎn)品性能達到達到公司固態(tài)電池研發(fā)團隊研制的樣品水平，公司正積極與車廠客戶對接固態(tài)電池的上車合作事宜。

其固態(tài)電池選擇氧化物厚膜路線，預計今年固態(tài)電池會產(chǎn)生收入。

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衛(wèi)藍新能源

衛(wèi)藍新能源總經(jīng)理俞會根6月對外披露，公司在汽車動力電池領域完成了300Wh/kg以上高鎳三元正極的混合固態(tài)電池設計開發(fā)，已經(jīng)給多家國際國內(nèi)整車廠送樣測試，評價結(jié)果良好，成功通過針刺、擠壓、過充、短路等濫用試驗，循環(huán)壽命達到1200次以上。

根據(jù)整車廠導入周期18-24個月考慮，該產(chǎn)品預計在2022年量產(chǎn)，后期會根據(jù)市場情況和資金情況進行實時調(diào)整。

產(chǎn)能方面，其去年3月底奠基的固態(tài)電池一期項目總投資1.8億元，計劃建成年產(chǎn)1億瓦時固態(tài)電池的生產(chǎn)規(guī)模。俞會根介紹，受疫情影響，溧陽項目受疫情影響供應商設備延遲，預計下半年投入生產(chǎn)。

麻省固能

麻省固能（SolidEnergy Systems 簡稱“SES”）迄今融資近1億美元，鋰金屬達到480Wh/kg和1000Wh/L并得到第三方驗證的企業(yè)。目前在波士頓建立鋰金屬電池研發(fā)中試線，在上海嘉定建立了世界第一個鋰金屬電池生產(chǎn)展示中心。

當前，SES已經(jīng)將鋰金屬電池逐步導入到無人機、衛(wèi)星、航空、軍用等領域，得到成熟的驗證和應用，下一步，其正在為電動汽車和電動飛行汽車的導入做準備。

按照規(guī)劃，SES預計2022年A樣（100Ah以上），2023年B樣，到2025年能實現(xiàn)量產(chǎn)SOP。最新的進展是，已經(jīng)在和幾家國際車企確定共同開發(fā)協(xié)議。

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QuantumScape

6月17日，硅谷固態(tài)電池開發(fā)商Quantumscape獲大眾汽車2億美元（約合人民幣14.2億元）增資。大眾汽車旨在推進固態(tài)電池開發(fā)進度，規(guī)劃到2025年建立固態(tài)電池量產(chǎn)生產(chǎn)線。

雙方早于2012年達成固態(tài)電池合作，2018年大眾汽車注資1億美元成為其最大股東，并共同成立一家專注于固態(tài)電池研究的合資公司，預計年內(nèi)設立試點工廠。

三星SDI

今年3月，三星高級技術研究所（SAIT）近期發(fā)布了一款全新固態(tài)電池原型技術，比傳統(tǒng)鋰離子電池體積小約50%，能量密度提高到900Wh/L，能夠讓當前在售的新能源汽車在保持所搭載電池包體積大小不變的情況下，綜合工況續(xù)航里程提升一倍左右。

三星方面表示，這種電池充電次數(shù)可超過1000次(約100萬公里的續(xù)航總里程)。目前，該電池技術還處于原型階段，尚不清楚這項技術何時應用于實際生產(chǎn)中。

SKI

7月，現(xiàn)代汽車集團執(zhí)行副董事長鐘義善在SK Innovation位于忠清南道瑞山市的電動汽車電池工廠會見了SK集團董事長蔡泰元，雙方討論了未來的合作伙伴關系以及包括鋰金屬電池在內(nèi)的下一代EV技術。

現(xiàn)代汽車介紹，其不僅在為其電動汽車，而且也在為目前正在開發(fā)的無人機和個人飛機尋找下一代電池。

24M

今年2月，泰國電力和公用事業(yè)公司GPSC宣布投資3520萬美元（約合人民幣2.48億元），在泰國建立第一座半固態(tài)鋰離子電池廠。該工廠將采用美國初創(chuàng)電池公司24M 的新型SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)半固態(tài)電池，初期產(chǎn)能為年產(chǎn)30 MWh，計劃于今年年底建成投產(chǎn)，2021年將提升至100 MWh。

同樣在今年2月，日本京瓷正式啟動其住宅儲能系統(tǒng)Enerezza，采用24M公司新穎的SemiSolid電極制造工藝生產(chǎn)的半固態(tài)鋰電池，其容量分別為5.0 kWh，10.0 kWh和15.0 kWh，計劃2020年秋季全面量產(chǎn)。

SemiSolid電極不使用粘合劑，將電解質(zhì)與活性材料混合形成具有獨特屬性的粘土狀漿料。因此，24M工藝無需大量使用惰性材料和資本密集型工藝（如干燥、溶劑回收、壓延和電解質(zhì)填充），從而大大降低了制造成本，可將資金減少多達50%。