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【原创】【2020年度盘点】量产“在路上” 11家固态电池产业化追踪
固态电池 文章来源自:高工锂电网
2021-01-04 10:18:21 阅读:10306
摘要2020年以来,以辉能、卫蓝、SES、三星SDI、Solid Power等国内外固态电池企业不断实现技术突破,并在产能规划、装车配套及融资等多领域加速布局,提前抢占固态电池市场高地。

要想将动力电池能量密度和安全提升一个量级,固态电池就是必然要攻克下的一个关键“山头”。

瞄准于此,国际车企已经开始在紧锣密鼓的布局,以丰田、日产雷诺、通用等车企都在主导加紧固态电池的研发与产业化布局,而三星SDI、SKI、LG化学、麻省固能、Quantum Scape等电池企业在固态电池领域不断取得新突破。

国内方面,包括辉能科技、赣锋锂业、清陶能源、万向一二三、卫蓝新能源等中国企业,都在建设固态电池产线甚至部分已投产。

而2020年,作为锂离子电池产业化第30个年头,意味着电池技术即将进入一个新的变革周期,一场面向2025年后的下一代动力电池卡位战已经悄然开启。

高工锂电获悉,2020年以来,以辉能、卫蓝、SES、三星SDI、Solid Power等国内外固态电池企业不断实现技术突破,并在产能规划、装车配套及融资等多领域加速布局,提前抢占固态电池市场高地。

在电池技术上,美国麻省固能(SES)解决了锂金属电池的循环和快充问题,其400wh/kg、1000wh/L以上的锂金属电芯能够通过针刺,高温等安全测试,循环500次以上;而卫蓝完成300Wh/kg以上高镍三元正极的混合固态电池设计开发,成功通过针刺、挤压、过充、短路等滥用试验,循环寿命达到1200次以上等。

在融资环节,包括辉能、清陶能源、卫蓝、Solid Power、Quantum Scape等国内外固态电池企业获得资本认可,拿下大笔融资,为推进固态电池量产及技术研发备足“粮草”,其中大众投资的Quantum Scape规划上市。

在产能规划上,辉能规划杭州投资380亿元建设大陆区总部及全球产业基地项目,包括建设2GWh、5GWh固态锂陶瓷电池芯产业化项目;而清陶能源年产1GWh固态动力锂电池也在今年7月投产。此外,星盈、卫蓝、SES、Solid Power等均规划了产能建设路径。

在装车上,清陶固态电池已配套北汽EX3、哪吒U样车测试,计划今年生产500辆搭载清陶固态电池的哪吒U。而丰田也如期推出固态电池原型产品并在概念车上运行,计划2025年前量产固态电池。

值得一提的是,固态电池领域迎来“新兵”加入,富士康母公司海宏精密宣布入局,与宁德时代、SES在动力电池领域达成合作,计划2024年推出固态电池。

以下是高工锂电梳理的辉能、卫蓝、星盈、清陶、赣锋、SES、三星SDI、Solid Power、Quantum Scape等11家主流固态电池领域的2020年动向:

辉能科技

国内固态电池走的较快的辉能科技,其锂金属固态电池的原型电池已经制造出来,质量能量密度达到383Wh/kg,体积能量密度为1025Wh/L,循环可以做到500次。其固态电池已经克服掉锂枝晶和锂苔的问题,负极完全采用锂金属。

今年7月,辉能在杭州投资380亿元建设其大陆区总部及全球产业基地项目,包括建设2GWh、5GWh固态锂陶瓷电池芯产业化项目,并考虑与合资建置产线等。同时,8月在新加坡成立子公司,形成以“新加坡运营总部”与“中国业务运营总部”的双轨模式经营。

在产能方面,辉能规划2021年完成2GWh的示范线,同时推进固态电池产业园区建设,2022年起通过2GWh的示范线提供几家国营主机厂进行第一批固态电池量产车的投放,力争在2026年达到50GWh产能。

为确保项目的顺利推进,今年4月辉能科技完成了近亿美元D轮融资,此前其曾获得软银中国和丹丰资本的持续投资。

星盈科技

星盈科技开发了PEO基-LFP/Li 固态电池体系,采用固相烧结离子导体(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固态电解质;固态电解质浇注原位固化的开发策略。该电池经过50次循环之后还能接近98%。

其设计了一款80Ah-软包固态电池,设计电池能量密度400wh/kg,解质膜的厚度大概在30微米左右。

星盈科技全固态电池展望:2020年验证固态电池材料体系,达到300Wh/Kg的5Ah软包设计验证;2022年固态锂电池实现中试化生产;350Wh/Kg,循环>1000次;2024年建设年产2GWH 的全固态锂电池生产线实现量产;400Wh/Kg,循环>1000次。

清陶能源

7月底,清陶能源总投资55亿元的宜春固态动力锂电池项目一期投产,项目于去年8月动工,规划建设年产10GWh固态动力锂电池生产基地。其中一期投资5.5亿元,年产1GWh固态动力锂电池,二期投资49.5亿元,新增固态动力锂电池产能9GWh。

据清陶官方介绍,其固态电解液解决了规模化生产制造难题,聚焦氧化物,具体是以锂镧锆氧材料为主体,再进行宏量化的生产。同时在正极材料表面做包覆,其专门设置了一条针对高镍材料的固态电解质包覆产线等。

此外,清陶固态电池已经装上样车,搭载清陶能源生产的第一代固态电池系统的纯电动样车在北汽新能源完成调试并成功下线。清陶还与合众针对哪吒U进行了近两年的联合研发和测试,搭载固态电池的哪吒U计划年底前量产500台。

融资上,清陶能源7月完成E+轮融资,由上汽资本领投,昆山国创投资集团、淮安市淮上英才创投跟投。

卫蓝新能源

卫蓝新能源汽车动力电池领域完成了300Wh/kg以上高镍三元正极的混合固态电池设计开发,已经给多家国际国内整车厂送样测试,评价结果良好,成功通过针刺、挤压、过充、短路等滥用试验,循环寿命达到1200次以上。

根据整车厂导入周期18-24个月考虑,该产品预计在2022年量产,后期会根据市场情况和资金情况进行实时调整。卫蓝新能源固态电池采用氧化物固态电解质+原位固态化技术。

产能方面,其去年3月底奠基的固态电池一期项目总投资1.8亿元,计划建成年产1亿瓦时固态电池的生产规模。受疫情影响,溧阳项目受疫情影响供应商设备延迟,预计下半年投入生产。

赣锋锂业

赣锋锂业第一代2亿瓦时固态电池中试线已顺利投产,产品性能全面达到其固态电池研发团队研制样品的水平。

其第一代固态锂电池研制品已通过多项第三方安全测试和多家客户送样测试,赣锋固态电池选择氧化物厚膜路线。

麻省固能(SES)

麻省固能(SES)已建立了一整套解决方案,包括金属负极材料、高浓度锂盐电解质材料,并通过硬件(材料和电芯设计)和软件(锂金属电池管理系统)的结合,可极大程度降低了锂枝晶导致的安全问题。

SES同时解决了锂金属电池的循环和快充问题,其400wh/kg、1000wh/L以上的锂金属电芯能够通过针刺,高温等安全测试,循环500次以上,并达到12分钟10%到80%的快充。

根据规划,预计2022年A样(100Ah以上),2023年B样,到2025年能实现量产SOP。最新的进展是,已经在和几家国际车企确定共同开发协议。

值得一提的是,SES还与宏海精密与宁德时代在动力电池领域达成合作,并计划在2024年推出固态电池。

Solid Power

10月,Solid Power宣布生产和交付其第一代2Ah的全固态电池(ASSB),能量密度达到320Wh/kg。Solid Power已经与战略合作伙伴进行了产品验证,并证实具备规模量产的可能性。

与18650 NMC电池相比,这种全固态电池的能量密度达到了320Wh/kg,而重量减轻了30%。电池电阻减小,同时具备较高倍率的性能,放电倍率可高达5C该公司计划将下一代电池的能量密度提高到430 Wh/kg以上,同时保持同样低的重量。

该产品准备2021年投放市场,2026年应用于汽车领域。去年7月,Solid Power在美国路易斯维尔开设了第一家能够生产用于汽车的固态电池工厂,全部投入运营后,每年可生产约200件。

Quantum Scape

Quantum Scape声称,其锂金属阳极可以在15分钟内充电80%,消除了传统阳极中存在的锂扩散缺陷,以及拥有比锂离子电池更高的能量密度。

Quantum Scape是大众汽车投资的一家瑞典固态电池,并在今年6月宣布追加2亿美元的投资,旨在推进固态电池开发进度。

最新消息是,Quantum Scape规划在纽交所上市,并获得由大众汽车和卡塔尔的主权财富基金牵头的超过10亿美元的融资支持,交易预计2020年下半年完成。

三星SDI

三星高级技术研究所(SAIT)今年3月发布一款全新固态电池原型技术,比传统锂离子电池体积小约50%,能量密度提高到900Wh/L,能够让当前在售的新能源汽车在保持所搭载电池包体积大小不变的情况下,综合工况续航里程提升一倍左右。

三星方面表示,其全固态技术的核心是Ag-C纳米粒子复合层,这种电池可实现单次充电800公里续航,充电次数可超过1000次(约100万公里的续航总里程)。目前,该电池技术还处于原型阶段,尚不清楚这项技术何时应用于实际生产中。

24M

24M致力于推广单元电芯的结构,铝箔和铜箔分别层压到PET膜上。其电极不使用粘合剂,直接将电解质与活性材料混合,在涂覆到箔片上。

因此,24M工艺无需大量使用惰性材料和资本密集型工艺(如干燥、溶剂回收、压延和电解质填充),从而大大降低了制造成本,可将资金减少多达50%。

24M可与采用半固态电极技术与固态电解质相结合使用,半固态平台不再是局限于实验室的基础技术,京瓷等知名大公司已经通过验证并且开始量产。

伊利卡(Ilika)

英国固态电池技术开发商伊利卡(Ilika)4月完成1500万英镑(约合人民币1.3亿元)的股票配售以加速其固态电池产业化。

目前其已经在英国南安普敦市的一条试验线上生产Stereax电池。现在该公司计划与一家或多家第三方制造工厂开展合作以大规模生产Stereax电池。

值得一提的是,12月16-18日,【总冠名利元亨】2020高工锂电&电动车年会(同期活动:高工锂电十周年庆典暨高工金球奖颁奖典礼)将在深圳机场凯悦酒店重磅启幕。本次年会主题为“继往十岁成就 开来十年新路”。届时,800+锂电产业链上下游企业,1000+企业高层将齐聚一堂,复盘锂电行业十年得失,展望新十年图景。

届时,将邀请广汽新能源、北汽新能源、合众等主机厂及辉能、清陶、卫蓝、SES等电池企业围绕下一代动力电池技术路线选择及固态电池产业化进展等展开深度探讨。

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