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全固态电池正极材料技术追踪

09/19 08:50
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随着新能源汽车和储能技术的快速发展,固态电池作为下一代电池技术的核心,正逐渐成为业界的关注焦点。

固态电池以其高能量密度、长寿命、高安全性等优势,有望彻底颠覆现有的液态锂电池市场。其中,正极材料作为固态电池的关键组成部分,其研发进展直接关系到固态电池的性能与成本。

今年以来,固态电池热潮再起,也推动了正极材料的技术迭代。

全固态电池正极材料技术主要有高镍三元、富锂锰基等。

三元高镍在液态锂电池和半固态电池中已有成熟的运用,其特点就在于借由更高的镍元素含量,电池可以在高电压下运作,从而获得更高的能量密度。

富锂锰基则是近年走向市场焦点,其主要成分是锂和锰,利用高锰元素含量的特点,富锂锰基兼具高能量密度和低成本。

在具体布局上,当升科技近期表示,在氧化物、硫化物等固态电解质和双相复合高能量固态正极材料上有技术储备,相关固态锂电产品已率先导入辉能、清陶、卫蓝、赣锋等固态电池客户,并实现批量供应。

据了解,当升科技在高镍三元正极和富锂锰基正极材料均有布局,其新型富锂锰基产品具备高容量、长循环和低产气等特点,已实现对电池客户的百公斤级出货。

容百科技方面,目前已开发出了多款适用于半/全固态电池的高镍/超高镍三元正极材料,相关固态电池正极材料已实现每月稳定出货。

格林美针对固态电池应用,开发出了3-4微米尺寸小粒径高BET固态电池前驱体材料,目前在多家企业进行认证工作且进展顺利,9系某款固态电池用前驱体产品已实现小批量量产。

天华新能子公司宜锂科技与中科院物理所、天目湖现金储能技术研究院等开发高镍三元、高电压钴酸锂等正极材料,产品获部分客户认证。

此外,湖南裕能、长远锂科、多氟多等企业在固态电池正极材料也在推进。

相对来说,富锂锰基和高镍三元研究历史相对较早,其受到市场关注度也更多,但是作为一种全新的电池体系,其正极材料路线也不仅仅局限于高镍三元和富锂锰基,如中科院青岛生物能源与过程研究所研发出了锂钛锗磷硫硒正极材料并具有高电导率、高能量密度和长使用寿命。

上汽清陶总经理李峥此前表示,固态电池解决的是固-液材料体系下的限制,跳出高镍三元正极搭配硅基/锂金属负极的“定式”可以拥有更多的想象空间。

不过,目前来看,全固态电池的材料匹配仍然存在众多问题,特别是固固界面问题的解决依赖于界面重构,以富锂锰基技术来说,相比于液态电池,其高电压特性需要与全固态电池结合更有优势。

更多的新型材料在技术验证和材料匹配上仍具有不确定性。

有利的是,作为一项颠覆性的技术,正是由于固态电池研发的不确定性带动了技术更迭的浪潮。

如今来看,对于固态电池的研发已经出现跨领域布局的情况,如负极企业和电解液企业涉足固态电池正极技术,锂矿企业和正极企业涉足电解质技术。

从这一方面来看,固态电池不仅带来的是技术层面的升级,在产业链也可能带来一场新的市场洗牌。

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