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半固态电池箭在弦上 QS突现无负极概念 鬼故事还是新故事?
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①QS的无负极固态电池,相对普遍固态电池而言,未进一步对隔膜、电解液及负极材料厂产生利空影响。
                ②国信证券研报预计2024年全球固态电池(含半固态电池)需求量为2.3GWh,市场空间达19.5亿元。
                ③赣锋锂业的(半)固态电池或是国内最早装车的一批。

财联社1月5日讯(记者 李子健)近日,PowerCo 确认QuantumScape(下称“QS”)的固态电池通过了首次耐久性测试,其认为这是固态电池量产之路上的里程碑。而更受产业关注的或是,“无负极”概念是否将推翻原有材料构成。

长期以来,固态电池被称为是最具潜力的“下一代动力电池”,但技术路径未明确,量产迟迟未定。相较之下,半固态电池或因有装车的先行例子,而受各整车厂的“买单”,2024年全球固态电池(含半固态电池)需求量或超2Gwh。

固态电池突现无负极概念

大众集团电池子公司PowerCo披露,PowerCo通过亲手实验证实,QS的无负极(anodeless)固态电池样本,能够做到充放电1000次,且在测试完成时电池“几乎没有老化”,仍保持95%的容量(或者说放电能量保持率)。大众集团是QS的主要投资者之一。

图片来源:QS官网

通常而言,固态电池的电芯材料可部分沿用现有锂电池材料体系,但固态电解质将无需电解液,并取消隔膜(少数方案保留);此外,锂金属负极被视为最有潜力的负极材料之一。

QS的无负极概念固态电池在国内资本市场未被明显讨论。但在学术研究中,无负极固态电池并非新概念。国内大连理工大学化工学院王治宇教授团队、清华大学化工系张强教授团队等均有相关研究。

FutureBatteryLab一篇文章则表示,(无负极固态电池设计)仅在初始充电期间,锂离子才会从正极迁移到另一侧,然后通过将锂离子沉积在集流体上就地形成负极。文章进一步表示,有必要在正极侧引入过量的锂,以便它们可以在充电过程中形成负极。

图片来源:FutureBatteryLab

王治宇教授团队相关研究有着类似的表述,(其)将石墨负极材料自电池中去除,通过正极释锂在电池中原位构建超薄金属锂,实现“锂零过量”设计的初始无负极电池体系。据悉,在前期工作中,王治宇、邱介山教授团队发展了一类锂含量高达66.67 at.%的高容量硫化锂正极。

财联社记者今日采访两家半固态电池公司及相关研究员,但因涉及同行评价或QS相关参数披露不完整等原因,均未作对QS固态电池样本技术先进性及无负极概念的分析。

财联社记者从业内人士处了解到,目前固态电池在实验室的进展很快。从中长期来看,若固态电池成为主流,隔膜、传统石墨负极及电解液材料的想象空间或受挫,即使多种技术并存。

电解液厂亦在开发固态电解质,但有业内人士对财联社记者表示,自研固态电解质是半/固态电池电池厂的核心工作之一。电解液厂想切入电池厂的固态电解质环节或存挑战。

另一方面,锂金属负极的生产普遍为锂盐厂,而非负极材料厂,据业内人士测算,笼统而言,锂金属负极三元固态电池相对现有三元电池,锂含量约高出1倍(由于固态电池尚未有规模量产,该数据为大致测算,并随技术变化而发生变化,增量主要为锂金属)。

这或意味着,QS的无负极固态电池,相对普遍固态电池而言,未进一步对隔膜、电解液及负极材料厂产生利空影响。

半固态电池箭在弦上

在2023中国汽车供应链峰会上,江西安驰新能源科技有限公司总经理徐小明表示:“丰田说2027年可以量产全固态电池,其实互联网都是有记忆的,大家可以搜索一下,大概丰田每隔三年时间就会提一次‘大概五年之后会量产’”。

财联社记者也注意到,在PowerCo 确认QuantumScape的固态电池为A样(A-sample test),而若参考国内某电池厂新电池的商业化路径,会有基础研发、Pre-A样、A样、B样、C/D样及量产过程。其中A样概念验证(1-2年)、B样设计验证(1-2年)、C/D样工艺和产品验证(1-2年)。

除此以外,固态电池的量产,需要材料的支持,财联社记者目前从国内材料厂的产能布局来看,未见有规模产能。QS的无负极固态电池即使是又一则“狼来了”,半固态电池的批量装车,却已是箭在弦上。

国内A股主要电池厂基本在进行半/固态电池的研发,赣锋锂业的(半)固态电池或是国内最早装车的一批。2022年,赣锋锂业披露公告显示,公司第一代固态电池在东风E70上实测续航超过400公里。

据财联社记者了解,部分70度电半固态电池价格在20万元以上,然而,目前包括动力电池在内的汽车零部件越来越同质化之下,新势力整车厂为维护品牌调性,或不惜成本,希望借半固态电池的高性能、高安全来讲“新故事”。

在2023年时,蔚来、赛力斯、长安深蓝、岚图等多家新能源车企即披露半固态电池装车进展。广汽集团总经理冯兴亚更是在2023广州车展上透露,“我们的目标是,在2026年实现全固态电池装车搭载。”

据光大证券报告显示,根据测算,2023年全球半固态电池渗透率约为1%,需求达到约8.8GWh,2023-2030年,全球固态电池需求增长的CAGR为63.7%。另据国信证券研报显示,预计2024年全球固态电池(含半固态电池)需求量为2.3GWh,市场空间达19.5亿元。

财联社记者行业观察 固态电池
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