固态电池的确定性将给前瞻性布局且具备产业化实力、项目经验丰富的装备企业,打开市场增长新空间。
在固态电池三大技术路线中,硫化物固态电解质因离子电导率较高,能够提供更高的能量密度和更快的充电速度,在电动汽车领域适用性较强,被视为商业化潜力极大的技术路线之一。
从产业化态势来看,硫化物电解质由于界面不稳定、制备工艺复杂、易产生有毒气体、原材料成本较高等一系列技术难题待解,导致硫化物固态电池产业化进展相对缓慢。
高工锂电注意到,近期产业链密集催化,硫化物固态电池的产业化进程有提速的趋势。
如:宁德时代宣布其硫化物全固态电池进入20Ah样品试制阶段;华为公布了新的硫化物固态电池专利;中科固能总投资1亿元的硫化物全固态电解质生产基地项目开工;屹锂科技500MWh硫化物全固态电池量产线正式投产暨全固态电池产品发布;湖南恩捷LPSC硫化物固态电解质产品已向绝大多数国内外头部电池企业送样并获良好反馈等等。
更为值得关注的是,利元亨近日成功中标国内头部企业的第一条硫化物固态电池整线项目,该项目覆盖了固态电池生产的前段、中段和后段设备。
根据企查查信息,利元亨中标的是广汽埃安固态电池项目线体工艺设备采购项目。
高工锂电了解到,固态电池制造工艺并不成熟,固态电池的湿法工艺存在电性能衰减问题,干法工艺则存在膜片分散性、均匀性的问题;同时,电芯高效致密化成型上同样面临挑战,固态电池电芯内部存在孔隙缺陷,致密度低,极片边缘受压导致搭载短路。
在技术难度最高的硫化物固态电池制造方面取得整线项目突破,不仅意味着利元亨在固态电池这一前沿且极具潜力的领域站稳了脚跟,也彰显出其在固态电池领域卓越的技术研发实力与深厚的工程制造底蕴。
客观来看,固态电池制造工艺尚未定型,但作为电池的终极技术形态,固态电池的确定性将给前瞻性布局且具备产业化实力、项目经验丰富的装备企业,打开市场增长新空间。
固态电池整线布局率先完成从0到1
固态电池走向产业化尚处于初期阶段,固态电池制造从0到1是一个充满挑战但也蕴含巨大机遇的过程。而利元亨在固态电池设备领域从半固态到全固态,从核心工艺设备突破到具备整线能力,从国内到海外,率先完成了多个从0到1。
早在2021年12月,利元亨就与清陶能源签署了4份固态电池产线设备购销合同,从制片段到化成分容检测段,该批产线已于2022年7月交付。2023年年中开始,公司交付给清陶能源的产线已进入量产状态。
2022年,公司为国轩高科提供半固态电池中试生产线装备,助力国轩高科在半固态电池研发和生产方面取得进展。
今年6月,利元亨美国首条固态电池前段设备顺利出机。成为固态电池装备率先出海的企业之一。
值得一提的是,利元亨此前已与广汽埃安紧密合作,联合开发全固态电池整线装备项目,共同推动全固态电池技术的产业化进程。
从本次利元亨斩获广汽埃安固态电池整线项目订单来看,利元亨已经具备了生产固态电池的整线装备研发与制造能力。
高工锂电获悉,利元亨在固态电池试验线方面,可提供干法电极实验设备,固态电解质热复合设备、胶框印刷和叠片实验设备;在固态电池中试线方面,可提供干法电极成膜复合设备、电极辊压和电解质热复合一体机、胶框印刷和叠片一体机、高压化成分容设备等整体技术解决方案。
其中,在干法电极设备方面,利元亨成功攻克了诸多技术难题,开发出具有完全自主知识产权的核心装备。如在干法电极工艺上,通过对干法混料和干法涂布工艺的深入研究,解决了干法电极工艺中材料均匀性和一致性难以保证的问题,使得电极的性能有效提升。
在电极辊压环节,利元亨打造了电极辊压和电解质热复合一体机,将电极辊压和固态电解质压制转印功能集成于一款机型,独特精准的辊径设计,有效提升电池的能量密度、充放电效率和循环寿命;电解质热复合工艺保证电解质层的厚度均匀和紧密贴合,提高离子电导率。一体化设计能更好满足大规模生产,同时占地空间紧凑。
利元亨自主研发的胶框印刷和叠片一体机,可将树脂印刷在电极片上,叠片后正负极片边缘形成绝缘胶框骨架支撑,有效避免在后序热压、等静压、高压化成过程中边缘变形导致的短路问题。
利元亨高压化成分容设备同样表现出色,该设备能够适应固态电池的高电压特性,精确控制充电和放电过程,提高电池的化成效率和一致性,延长电池的使用寿命。公司针对固态电池生产还增加了安全防护设计。
可以看到,利元亨正在通过提供整线设备解决方案以及一站式服务,降低电池企业的生产成本和技术风险,积极推动固态电池的产业化发展。
拓宽技术边界筑高竞争“护城河”
当前,动力电池领域扩产进入缓冲区,智能装备领域竞争激烈,企业积极探寻新的市场增长点,而固态电池则成为智能装备企业的“兵家必争之地”。
在固态电池领域,利元亨不断拓宽技术边界,已率先具备整线装备研发、制造能力,以持续筑高自身的竞争“护城河”。
高工锂电注意到,利元亨在固态电池领域已经形成了多重核心竞争力:
第一,关键工艺技术与整线对接服务能力。
目前,利元亨拥有稳定的电极干法成膜复合、压制转印、极片胶框成形、高压化成分容等关键工艺技术,同时具备固态电池整线对接服务能力。
据悉,利元亨斥资打造的固态电池制造工艺实验室,干燥室达1300m2,露点达-50℃。同时,公司也可提供实验室测试服务,测试服务包括电极干法成膜复合、绝缘胶框印刷、锂金属片激光切割、锂铜覆合等。
整线对接服务能够为客户提供一站式解决方案,降低客户的沟通成本和项目实施风险,提高项目的整体推进速度。
第二,严格的车间环境控制技术,多层面保障生产安全与产品质量。
固态电池制造对于车间环境控制十分严苛。如硫化物固态电解质在某些情况下可能会产生硫化氢(H2S)气体,这不仅对操作人员的健康构成严重威胁,还可能对电池的性能和质量产生影响。
利元亨采用“设备微负压防气体泄露”、“设备H2S浓度3级管控”、“气体分子污染物持续监控”等技术,实现对车间环境的严格控制,保护人员工作安全,也为固态电池的高质量生产提供稳定的环境。
第三,丰富的开发经验与定制化解决方案能力。
利元亨锂电设备开发经验丰富,为固态电池项目提供强力支撑。在此基础上,公司还可提供定制化的固态电池生产线解决方案。
在过去的发展历程中,利元亨不断在液态锂电设备的研发、生产和应用中积累经验,并有效地迁移到固态电池设备的开发中,例如在机械设计、自动化控制、工艺优化等方面的技术积累,为固态电池设备的创新提供了基础。
同时,凭借强大的技术支撑,利元亨能够提供定制化的固态电池生产线解决方案,契合不同客户在固态电池生产方面具有不同的技术路线、产能规划、产品应用场景等需求。
总结:
综上所述,固态电池的产业化需要持续的技术创新和工艺改进,以提高其稳定性、降低成本,进而推动其在市场上的商业化应用。利元亨凭借在固态电池关键工艺设备与整线研发和生产方面的综合实力,有望在未来固态电池生态链中占据重要的一席之地。
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