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半固态電池箭在弦上 QS突現無負極概念 鬼故事還是新故事?

半固态電池箭在弦上 QS突現無負極概念 鬼故事還是新故事?

财聯社1月5日訊(記者 李子健)近日,PowerCo 确認QuantumScape(下稱“QS”)的固态電池通過了首次耐久性測試,其認為這是固态電池量産之路上的裡程碑。而更受産業關注的或是,“無負極”概念是否将推翻原有材料構成。

長期以來,固态電池被稱為是最具潛力的“下一代動力電池”,但技術路徑未明确,量産遲遲未定。相較之下,半固态電池或因有裝車的先行例子,而受各整車廠的“買單”,2024年全球固态電池(含半固态電池)需求量或超2Gwh。

固态電池突現無負極概念

大衆集團電池子公司PowerCo披露,PowerCo通過親手實驗證明,QS的無負極(anodeless)固态電池樣本,能夠做到充放電1000次,且在測試完成時電池“幾乎沒有老化”,仍保持95%的容量(或者說放電能量保持率)。大衆集團是QS的主要投資者之一。

半固态電池箭在弦上 QS突現無負極概念 鬼故事還是新故事?

圖檔來源:QS官網

通常而言,固态電池的電芯材料可部分沿用現有锂電池材料體系,但固态電解質将無需電解液,并取消隔膜(少數方案保留);此外,锂金屬負極被視為最有潛力的負極材料之一。

QS的無負極概念固态電池在國内資本市場未被明顯讨論。但在學術研究中,無負極固态電池并非新概念。國内大連理工大學化工學院王治宇教授團隊、清華大學化工系張強教授團隊等均有相關研究。

FutureBatteryLab一篇文章則表示,(無負極固态電池設計)僅在初始充電期間,锂離子才會從正極遷移到另一側,然後通過将锂離子沉積在集流體上就地形成負極。文章進一步表示,有必要在正極側引入過量的锂,以便它們可以在充電過程中形成負極。

半固态電池箭在弦上 QS突現無負極概念 鬼故事還是新故事?

圖檔來源:FutureBatteryLab

王治宇教授團隊相關研究有着類似的表述,(其)将石墨負極材料自電池中去除,通過正極釋锂在電池中原位建構超薄金屬锂,實作“锂零過量”設計的初始無負極電池體系。據悉,在前期工作中,王治宇、邱介山教授團隊發展了一類锂含量高達66.67 at.%的高容量硫化锂正極。

财聯社記者今日采訪兩家半固态電池公司及相關研究員,但因涉及同行評價或QS相關參數披露不完整等原因,均未作對QS固态電池樣本技術先進性及無負極概念的分析。

财聯社記者從業内人士處了解到,目前固态電池在實驗室的進展很快。從中長期來看,若固态電池成為主流,隔膜、傳統石墨負極及電解液材料的想象空間或受挫,即使多種技術并存。

電解液廠亦在開發固态電解質,但有業内人士對财聯社記者表示,自研固态電解質是半/固态電池電池廠的核心工作之一。電解液廠想切入電池廠的固态電解質環節或存挑戰。

另一方面,锂金屬負極的生産普遍為锂鹽廠,而非負極材料廠,據業内人士測算,籠統而言,锂金屬負極三元固态電池相對現有三元電池,锂含量約高出1倍(由于固态電池尚未有規模量産,該資料為大緻測算,并随技術變化而發生變化,增量主要為锂金屬)。

這或意味着,QS的無負極固态電池,相對普遍固态電池而言,未進一步對隔膜、電解液及負極材料廠産生利空影響。

半固态電池箭在弦上

在2023中國汽車供應鍊峰會上,江西安馳新能源科技有限公司總經理徐小明表示:“豐田說2027年可以量産全固态電池,其實網際網路都是有記憶的,大家可以搜尋一下,大概豐田每隔三年時間就會提一次‘大概五年之後會量産’”。

财聯社記者也注意到,在PowerCo 确認QuantumScape的固态電池為A樣(A-sample test),而若參考國内某電池廠新電池的商業化路徑,會有基礎研發、Pre-A樣、A樣、B樣、C/D樣及量産過程。其中A樣概念驗證(1-2年)、B樣設計驗證(1-2年)、C/D樣工藝和産品驗證(1-2年)。

除此以外,固态電池的量産,需要材料的支援,财聯社記者目前從國内材料廠的産能布局來看,未見有規模産能。QS的無負極固态電池即使是又一則“狼來了”,半固态電池的批量裝車,卻已是箭在弦上。

國内A股主要電池廠基本在進行半/固态電池的研發,贛鋒锂業的(半)固态電池或是國内最早裝車的一批。2022年,贛鋒锂業披露公告顯示,公司第一代固态電池在東風E70上實測續航超過400公裡。

據财聯社記者了解,部分70度電半固态電池價格在20萬元以上,然而,目前包括動力電池在内的汽車零部件越來越同質化之下,新勢力整車廠為維護品牌調性,或不惜成本,希望借半固态電池的高性能、高安全來講“新故事”。

在2023年時,蔚來、賽力斯、長安深藍、岚圖等多家新能源車企即披露半固态電池裝車進展。廣汽集團總經理馮興亞更是在2023廣州車展上透露,“我們的目标是,在2026年實作全固态電池裝車搭載。”

據光大證券報告顯示,根據測算,2023年全球半固态電池滲透率約為1%,需求達到約8.8GWh,2023-2030年,全球固态電池需求增長的CAGR為63.7%。另據國信證券研報顯示,預計2024年全球固态電池(含半固态電池)需求量為2.3GWh,市場空間達19.5億元。

(财聯社記者 李子健)

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