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全球七大固态电池企业最新进展！

时间:2023-11-29 09:01来源:DT新材料 作者:综合报道
点击: 次
 
       固态电池得益于其高容量、高安全性等优势受到全球各大巨头以及初创企业的关注，近期相关技术布局、产线落地、装车投产等动态不断。
 
       从国内来看，以市场驱动为主的电池产业链众多企业主要将目光先放在了可落地的半固态电池中间方案上。电池企业方面，例如有蜂巢能源的果冻电池，赣锋锂业的第二代固态电池，国轩高科高比能半固态电池、亿纬锂能软包半固态电池，宁德时代凝聚态电池等，产能投资已超750亿元。车企方面，目前已有东风、蔚来、赛力斯等品牌有半固态车型交付，此外上汽、长安、广汽、北汽等也均计划装车中。
 
        除国内企业外，近年来美、日、韩等多家头部电池及汽车企业也纷纷加码产能建设、加大研发投入、投资初创企业，“押注”固态电池。
 
        目前这些海外企业进展如何？
 
       以下就各家发展现况及近期动态作简要盘点，其中包括美国Solid Power、Factorial Energy、Quantum Scape；韩国 SK On、三星 SDI、 LG 新能源；日本丰田。
 
美国
 
（1）Solid Power
 
       11月7日，据美国全固态电池企业Solid Power公告显示，公司已生产出首批固态电池A样品，并将其交付宝马汽车，正式进入汽车资质认证，同时这些电池也将用于后续宝马的示范项目。此外今年初，宝马已从Solid Power获得研发许可，后续将在其位于德国慕尼黑附近的电池制造能力中心建立一条固态电池的原型生产线，并计划在2025年之前推出第一辆基于Solid Power电池技术的原型车。
 
       Solid Power 成立于 2011 年，最早由科罗拉多大学孵化，主营硫化物基固态电池及电解质，公司合作伙伴包括宝马、福特、SK Innovation等。量产进度方面，2022年公司完成其硫化物基全固态电池试生产线安装，年产能达15,000个电池，预计今年年底之前将第一批电池单体交付测试，2026年启动批量生产。
 
       在技术方面，据官网信息显示，Solid Power目前固态电池单体采用传统锂镍锰钴氧化物（NMC）正极，高倍率硅基负极以及硫化物固态电解质组装。公司规划电池单体能量密度达390Wh/kg，在此基础上通过替换正负极材料最高能量密度预计可达560Wh/kg，同时批量生产可适用传统锂离子电池产线。
图片来源：Solid Power
 
（2）Factorial Energy
 
       2023年10月，美国电池公司Factorial Energy表示，已将超过 100 Ah 的锂金属电池 A 样品交付给汽车制造商进行测试。同时公司表示在马萨诸塞州梅休恩 (Methuen) 投资5000万美元建设的200MWh固态电池装配线进展顺利，建成后将是美国迄今为止最大的固态电池生产线。不过，值得一提的是，公司和国内大多数企业类似选择了凝胶电解质，即半固态电解质这一过渡路线。
 
       Factorial Energy成立于2020年，总部位于马萨诸塞州沃本，是美国众多试图将固态电池技术商业化的初创企业之一。就在去年，公司还获得2亿美元的D轮融资，由梅赛德斯-奔驰和Stellantis领投。在技术路线方面，公司通过阶乘电解质系统技术(FEST)，可将半固态电解质材料集成到现有的锂离子电池制造设备中，并显著降低生产成本。
（3）Quantum Scape
 
       10月25日，美国初创全固态电池公司Quantum Scape 更新了其固态电池测试数据，其中整车客户测试的电池是A0样品，正极面容量达3.1mAh/平方厘米，已与高镍液体锂离子电池相关参数接近。在C/3充电以及C/2放电的测试条件，100%DoD下循环1000次容量保持率达95%。
 
       Quantum Scape 公司由斯坦福大学科学家Jagdeep Singh、Fritz Prinz和Tim Holme三人创立，拥有超过200项固态电池专利技术。公司投资方包括比尔·盖茨、大众集团、德国马牌集团和上汽集团等。在技术路线方面，Quantum Scape采用的是氧化物固态电解质路线。
 
韩国
 
（4）LG新能源
 
       2023年9月，LG新能源表示将于梧仓能源园区兴建半固态电池生产线，目标2026年商用化，能量密度大约在650Wh/L。
 
       在研发方面，据LG新能源在2023年世界动力电池大会上透露，在半固态成熟后，随后将使用更高容量的负极，如硅或金属锂，来提升能量密度。2028年将推出750Wh/L的聚合物固态电池和完成硫化物全固态电池开发，2030年推出超过900Wh/L的硫化物全固态电池。目前LG新能源正与韩国科学技术院（KAIST）、首尔大学等进行全固态电池产学研合作。
 
（5）三星SDI
 
       三星SDI继2023年3月全固态试产线竣工后，于6月生产硫化物系全固态电池样品，目前位于首尔南部水原研发中心的固态电池试点生产线（S-line）已完工，正在进行全固态电池材料的验证。
 
       量产进度方面，据预计，公司将在2025年开发出大型电池生产技术；最后，计划2027年在蔚山量产全固态电池。此前2023年8月，三星SDI传出将扩建蔚山工厂，兴建LFP电池、全固态电池等产线，工厂占地面积将扩大1倍。
 
       从技术来看，三星 SDI 的全固态电池结合了 NCA 高镍技术、高性能硫化物型固态电解质、堆叠技术，同时计划通过纳米银粒子碳复合材料等，减少负极厚度，加入更多硫化物正极材料的方式，改善电池容量及能量密度，且可防止负极产生锂枝晶（Lithium Dendrite）现象，提高电池寿命并降低火灾风险。
 
（6）SK On
 
       目前，SK on正在研发两款全固态电池：聚合氧化物复合材料固态电池和硫化物固态电池，公司计划2026年完成这两款电池的早期原型，并在2028年实现商业化。目前SK on忠清南道大田市电池研究中心预计将于2024年完工。
 
       技术方面， 此前公司已与檀国大学团队共同研发了新款氧化物固态电解质，具有全球最高锂离子电导率，锂离子传导性相较既有成果改善70%，达1.7 mS/cm，同时这项技术还能均匀控制LLZO微观结构，从而确保材料的空气稳定性。由于化学稳定性优秀，与正极物质较不会起反应，可抑制锂枝晶现象产生，因此负极可使用锂金属代替石墨，电池容量也将大幅增加。
 
日本
 
（7）丰田
 
       2023年10月，丰田宣布与日本石化巨头出光兴产（Idemitsu Kosan）合作研发全固态电池，后续将在日本千叶县的出光兴产工厂内，设立小型的固态电解质量产设备并进行试生产。据报道，丰田和出光兴产自2013年开始持续开展联合研究，两家企业关于硫化物固体电解质的专利数共计达到195项，居世界前列。
 
       丰田汽车拥有全球最多的全固态电池专利，2023年7月，丰田汽车宣布了不含液态电解液的全固态电池将在2027年量产装车。同期，丰田正式宣布，已经发现了克服电解质体积变化导致全固态电池循环寿命较短这一难题的新技术，其研发的全固态电池充电不到 10 分钟即可行驶约 1200 公里。同时丰田计划通过固态电池的突破，到2026年将纯电动汽车的全球销量提高到150万辆，到2030年增至350万辆，实现纯电市场竞争力的恢复。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 固态电池
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