鉅大LARGE | 點擊量：584次 | 2021年05月13日
資金流入、板塊大漲，固態(tài)電池有什么“魔力”？
近日，在“2020NIODay”上，蔚來公布了首款搭載150kWh固態(tài)電池的ET7轎車。這款電池能量密度達360Wh/kg，續(xù)駛里程預(yù)計超過1000公里。隨后幾日，涉及固態(tài)電池的股票都有所異動。記者認為，或許是這個消息迅速引起股市波動。
圖片固態(tài)電池板塊吸引資金流入
蔚來沒有透露固態(tài)電池供應(yīng)商的名字，但是，投資人憧憬固態(tài)電池的市場前景。據(jù)東方財富網(wǎng)的資料顯示，證券市場涉及固態(tài)電池概念的股票有寧德時代、天齊鋰業(yè)、國軒高科等。這些上市公司是否給蔚來供應(yīng)固態(tài)電池不得而知，但蔚來公布了搭載固態(tài)電池汽車的消息，或許給了投資人想像空間，吸引了資金持續(xù)流入。
圖片數(shù)據(jù)來源：東方財富網(wǎng)
一月十五日，固態(tài)電池板塊上漲3.63%，成交375.97億元；一月十八日，上漲0.34%，成交329.51億元；一月十九日回落-1.82%，成交351.98億元；一月二十日開始固態(tài)電池板塊持續(xù)三天價升量增，呈現(xiàn)良好的形態(tài)。一月二十日，上漲4.54%，成交368.05億元；一月二十一日，上漲1.13%，成交419.17億元；一月二十二日，上漲2.58%，成交425.18億元。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
數(shù)據(jù)顯示，二十二日當(dāng)天主力流入257.2億元，主力流出234.9億元，凈流入22.32億元。不僅主力看好固態(tài)板塊，不少中小投資者也看好固態(tài)電池未來的前景。
此外，證券市場上幾家涉及固態(tài)電池的公司本身質(zhì)地都不錯。數(shù)據(jù)顯示，他們的毛利率都較高，天齊鋰業(yè)為44.69%，天賜材料為41.27%，珈偉新能為38.82%，濱江集團36.58%，寧德時代27.41%，國軒高科25.40%。
圖片固態(tài)電池的優(yōu)勢及難點
固態(tài)電池有什么優(yōu)勢引發(fā)證券市場這么大的反應(yīng)？天津斯科蘭德能源科技公司總經(jīng)理李積剛告訴記者，固態(tài)電池的強項彌補了現(xiàn)有鋰離子電池的短板，目前還有幾個不足之處有待完善。
無論是磷酸鐵鋰還是三元鋰離子電池，都使用液態(tài)電解質(zhì)傳導(dǎo)離子，液態(tài)電解質(zhì)都是有機化合物，一旦發(fā)生穿刺或者形成內(nèi)部的鋰枝晶造成短路等會引發(fā)起火燃燒。而固態(tài)電池沒有液態(tài)電解質(zhì)，它是無機電解質(zhì)就不存在起火燃燒的安全隱患。
現(xiàn)有鋰離子電池的電化學(xué)窗口比較窄，磷酸鐵鋰約為3.2伏，三元鋰離子電池約為3.6伏，李積剛告訴記者，高鎳材料可以做到更高的電壓，但是，受限于六氟磷酸鋰電解液體系的限制，與高電壓不匹配。我國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所崔光磊在接受《我國汽車報》記者采訪時表示：固態(tài)電池的化學(xué)窗口比較寬，可以有效匹配鋰金屬和高電壓正極，電壓越高儲存的能量越多，固態(tài)電池的能量密度約為現(xiàn)有鋰離子電池的2～3倍，甚至更高。
鋰離子電池的循環(huán)壽命是一個重要性能指標，現(xiàn)有鋰離子電池普遍不高。鋰離子電池在充放電的過程中，正極材料會消耗一部分鋰離子，導(dǎo)致電池的容量縮減，進而導(dǎo)致續(xù)駛里程下降。充電時從正極脫嵌的鋰離子，并不會在放電時100%回到正極，這也導(dǎo)致鋰離子越來越少。為了解決這個問題，電池公司研發(fā)了摻硅補鋰技術(shù)，但不能從根本上解決鋰離子被消耗掉的問題。而固態(tài)電池在充放電的過程中幾乎沒有鋰離子的消耗，使得固態(tài)電池的容量在很長一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
一般來說，固體物質(zhì)的離子傳導(dǎo)率不及液體，固態(tài)電池要在固體與固體之間傳輸能量，離子傳導(dǎo)率較低是短板之一。固態(tài)電池還存在界面問題，界面之間的阻抗比較大。這意味著電能在傳輸過程中發(fā)熱損耗較大，降低電能的利用效率。
我國固態(tài)電池技術(shù)處于領(lǐng)先水平
目前全固態(tài)鋰離子電池重要分為3種不同的技術(shù)路線：有機固態(tài)材料是聚合物，無機固態(tài)材料重要是氧化物和硫化物，研發(fā)歷史都很悠久。據(jù)專家介紹，全球共有53家公司在布局研發(fā)固態(tài)電池，其中約9家專注從事硫化物固態(tài)電池。國內(nèi)公司研發(fā)氧化物固態(tài)電池的比較多，技術(shù)水平屬于全球領(lǐng)先。
2009年至今，我國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所組建了100余人的固態(tài)鋰離子電池基礎(chǔ)研究和工程開發(fā)隊伍。崔光磊帶領(lǐng)研究團隊，在國際上提出“剛?cè)岵本酆衔飶?fù)合固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計理念。他們用這套設(shè)計理念創(chuàng)建離子傳輸滲流通道，進而構(gòu)筑多元協(xié)同體系，并研制大陰離子聚合物型硼酸酯鋰鹽，進一步提升電化學(xué)穩(wěn)定窗口、室溫離子電導(dǎo)率和離子遷移數(shù)，并先后研制出了單體能量密度200Wh/kg～300Wh/kg，單體容量可調(diào)、安全性能優(yōu)良的系列化固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)品。
在國家重點研發(fā)計劃新能源汽車專項支持下，研制出比能量達350Wh/kg，循環(huán)性能優(yōu)異的固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)品，目前正在新能源汽車上進行示范應(yīng)用。2020年，又開發(fā)出能量密度526Wh/kg的固態(tài)鋰金屬電池，在無人機領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了示范應(yīng)用。
2018年八月～十月，中科院深海所TS09航次科考船遠赴馬里亞納海溝，崔光磊團隊研發(fā)的固態(tài)電池為深潛器供應(yīng)能源動力，共計完成27個潛次的作業(yè)，15次下潛深度超過萬米，最大下潛深度10918米，單次下潛最長作業(yè)時間26天。深海潛水對安全要求極高，下潛26天不要充電體現(xiàn)出固態(tài)電池能量密度很高。
硫化物固態(tài)電池有什么缺陷？
日本豐田曾傳出推出固態(tài)電池汽車的消息，此后這個信息沒有下文。據(jù)了解，日本重要研發(fā)硫化物固態(tài)電池。據(jù)專家介紹，硫化物是固態(tài)電池材料中唯一能超過液態(tài)電解液離子電導(dǎo)率水平的材料，但硫化物化學(xué)活性很強，與空氣、有機溶劑、正負極活性材料反應(yīng)都很強，尤其是與水接觸后直接出現(xiàn)有毒有臭味的H2S。解決安全性問題是研發(fā)固態(tài)電池的初衷之一，硫化物技術(shù)路線并不一定會更安全，從成本考慮硫化物體系也更高。
汽車安全產(chǎn)業(yè)投資基金管理合伙人于維銘博士調(diào)研過固態(tài)電池公司，他告訴記者，充放電時，硫的生成物對電池內(nèi)部有較強的腐蝕性，鋰負極單體中，鋰活性太強，不穩(wěn)定，鋰晶枝上升嚴重，兩種因素導(dǎo)致正負極坍塌速度快，內(nèi)部一致性很差，理論循環(huán)壽命500次，理想實驗條件下達到300次左右，實際應(yīng)用壽命只有現(xiàn)在鋰離子電池壽命的五分之一，此外安全性很低，不易爆炸燃燒，但容易瞬間失效。
硫化物固態(tài)電池重要可用于特種、科研、極限探險等領(lǐng)域。目前，暫時不會成為商業(yè)化動力鋰離子電池的主流。假如硫化物固態(tài)電池技術(shù)出現(xiàn)新的突破，解決了內(nèi)部性能穩(wěn)定性和周期壽命的問題，那么硫化物固態(tài)電池的離子電導(dǎo)率水平高的特性將極具優(yōu)勢。
多家公司布局固態(tài)電池專利
在這一趨勢下，多家公司都開始布局固態(tài)電池專利領(lǐng)域。近日，寧德時代對外公布了兩種固態(tài)電池的相關(guān)專利：一種固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，另一種硫化物固態(tài)電解質(zhì)片及其制備方法。其中，引人關(guān)注的是一種固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，該基專利是將鋰前體、中心原子配體分散于有機溶劑中，形成反應(yīng)初混液；將硼酸酯分散于有機溶劑中，形成改性溶液；將反應(yīng)初混液與改性溶液混合，干燥，得到初始產(chǎn)物；對初始產(chǎn)物研磨、冷壓、熱處理得到固態(tài)電解質(zhì)。在本申請所供應(yīng)的制備方法中，制得的硫化物固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率得到顯著提升，從而也利于全固態(tài)電池的能量密度的發(fā)揮。
天賜材料在回答投資者問詢時也提到，近年來，天賜材料持續(xù)投入了針對固態(tài)電池潛力方法的物質(zhì)/技術(shù)和工藝的研發(fā)，目前已有相關(guān)專利布局。
除了上市公司之外，北京衛(wèi)藍、江蘇清陶等公司在固態(tài)電池領(lǐng)域也擁有自己的核心技術(shù)。天齊鋰業(yè)在回答投資者提問時說，目前通過成都天齊持有北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司5%的股權(quán)，通過天齊鋰業(yè)香港持有SESHoldingsPte.Ltd10.83%的股權(quán)（SESHoldingsPte.Ltd持有SolidEnergySystemCorp.100%的股權(quán)），以期跟蹤技術(shù)趨勢和商業(yè)化進程，成為其關(guān)鍵材料的增值供應(yīng)商。
2020年二月二十日，北京市委常委會審議通過了《有關(guān)本市2020年固定資產(chǎn)投資調(diào)控思路及市政府投資和重點工程計劃安排建議》，衛(wèi)藍新能源高能量密度固體鋰離子電池項目被列為2020年北京市高精尖重點產(chǎn)業(yè)項目。
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2020年我國固態(tài)電池行業(yè)研究報告》，在固態(tài)鋰離子電池領(lǐng)域，清陶能源申報的專利已近100項，開發(fā)的全固態(tài)電池單體能量密度可達到430Wh/kg，量產(chǎn)階段可達到300Wh/g以上。
