网店装修 凝聚态电池技术解析20230414 凝聚态电池即将推出,兼具高安全与高能量密度,本质上仍属于半固态电池。 宁德时代 4月19日推出凝聚态电池,相比固态电池可...
凝聚态电池即将推出,兼具高安全与高能量密度,本质上仍属于半固态电池。宁德时代4月19日推出凝聚态电池,相比固态电池可更快实现量产,并兼具安全性和高比能的优点,该电池采用特殊界面设计网店装修,将电解液束缚在高分子网络结构中,形成兼具优良力学稳定性和离子传输性能的凝胶态,拥有动力学好、安全性高、可靠性高等特点。
图:宁德凝聚态电池综合性能
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来源:公开资料
第一代凝聚态电池或采用原位聚合工艺。相比传统液态电池,第一代凝聚态电池电解液无较大变化,额外加入3-5%的胶黏剂(推测为环氧乙烷,为原位聚合单体,预封装后通过60-80℃加热进行固化,使单体聚合形成PEO),增加聚合物+氧化物复合电解质,其中PEO聚合物以框架网络形式填充,氧化物使用LATP材料,以隔膜涂覆+正极包覆形式添加,此外负极从石墨体系升级到预锂化的硅基负极,正极仍使用高镍811材料,隔膜仍保留并涂覆固态电解质涂层,封装方式可采用卷绕/叠片+方形/软包的方式。
第二代凝聚态电池或升级锂金属/锂复合负极,或需使用LLZO/LLZTO固态电解质。相比传统液态电池,第二代凝聚态电池变化较大,其中电解液的使用大幅减少,增加对锂金属稳定的LLZO/LLZTO氧化物电解质(含锆),正极采用高镍高电压/超高镍9系/富锂锰基,负极使用锂金属/锂复合负极,隔膜保留并涂覆固态电解质涂层,封装方式主要采用叠片+软包的方式。
图:凝聚态电池和液态电池区别
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来源:东吴证券研究所网店装修
表:氧化物电解质类型及对应性能(LATP成本优势最佳,LLZO性能优势最优)
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来源:知网,东吴证券研究所
图 固态电解质金属成本(非实际成本,不含加工费)
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来源:wind,东吴证券研究所
凝聚态电池仍处于实验研发阶段,预计24-25年实现量产。凝聚态电池虽提升安全性和能量密度,小程序美工但或存在循环寿命、倍率性能下降等问题,目前仍处于研发阶段,第一代凝聚态电池能量密度预计突破300Wh/kg,预计24-25年实现量产装车,预计增加0.05-0.1元/Wh,主要来源于良率下降和工艺的改变。第二代凝聚态电池能量密度突破450Wh/kg,预计成本较为昂贵,或率先切入航空器等高端领域。
表:凝聚态电池性能与应用
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来源:公开信息,东吴证券研究所
凝聚态电池仍属于半固态电池,为全固态电池的过渡产品,宁德时代重点布局硫化物全固态路线,但距离商业化仍需5年以上。我们认为凝聚态电池本质仍属于半固态电池,存在界面固-固接触,因此具有离子电导率低、界面稳定性差,存在循环、快充等问题。因此与日韩企业路线相似,宁德时代同时布局最具潜力的硫化物全固态电解质,已储备多项固态电池相关专利,目前具备高能量密度的固态电池实验室样品。公司通过不断攻关工艺难题与关键技术,争取到2030年前后实现真正意义上的超长续航、安全及具成本竞争力的全固态锂电池技术,但距离实现商业化仍需5年以上。
表:国内固态电池产业化情况(根据公告整理,与实际或存在偏差)
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来源:公司公告,东吴证券研究所
产业链梳理:第一代凝聚态电池对产业链影响较小,原位聚合工艺中使用的环氧乙烷也仅仅为普通的化工原料,硅基等负极进度领先的厂商有贝特瑞、翔丰华,而第二代凝聚态电池若使用锂金属负极,则要使用对其稳定的LLZO/LLZTO等含锆的氧化物电解质,但该氧化物电解质成熟后网店装修,合成工艺并不存在实质性壁垒,但会增加锆资源的需求,锆资源/产品端丰富的厂商有东方锆业、三祥新材,此外超高镍正极厂商技术领先的厂商有当升科技、容百科技。
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