南都电源、鹏辉能源固态电池进展解析

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据储能界了解到,继鹏辉能源之后,本周固态电池板块又迎来了新的活跃分子:在周末于投资者互动平台公布固态电池进展后,储能企业南都电源在周一迎来了20.03%的高位涨停。

从两家企业的技术进展出发,可以讨论的是市场对于固态电池产业化关注重心的转变。

南都电源、鹏辉能源固态技术一览

技术选择上,南都电源称其固态电池采用“自主研发的无机固态电解质”。结合公开专利信息来看,其选择的应该同样是基于氧化物而非硫化物的固态电解质,与鹏辉能源第一代固态电池相同。

产业中,卫蓝新能源、清陶能源、太蓝新能源、锋锂新能源等固态电池团队同样在氧化物复合固态电解质路线上有所推进。

性能表现上,南都电源全固态电池的研发处于20Ah电芯阶段,这一条件下能量密度可达350Wh/kg,循环寿命2000次(不知相对应的温度、电压和倍率条件)。

同样基于20Ah容量,鹏辉能源全固态软包能量密度可达到280Wh/kg,3.00-4.35V、26℃条件下循环600次仍能保持90%以上容量。2025年,鹏辉能源基于更高比例硅基负极,能量密度将提升至300Wh/kg。

验证进展上,南都电源称目前固态电池产品已通过热箱、短路等安全项测试,各项指标顺利完成,将于今年四季度完成项目验收。鹏辉能源20Ah、2000mAh软包全固态电芯可通过针刺试验,“不冒烟、不起火、不爆炸”。

量产应用上,南都电源目前公开的是无人机、机器人、低空飞行器等场景,现有一条中试产线,可实现小批量交付。

鹏辉能源尚未对应用场景的优先选择进行表态,但从公司参与制备了2000mAh级别的全固态电芯来看,消费电子场景可能成为其首选。鹏辉能源将在2025年进入全固态中试研发和小规模生产阶段、2026年正式建成产线进行批量生产。

市场交易降本与技术应用“可知性”

若将上述进展放置于整个固态电池产业中来看,再对比其所收获的市场热度,可以发现市场交易逻辑所发生的转变。

执着于技术细节来判断的话,20Ah级别全固态电芯,与其说是进展,不如说是产业中多数固态研发团队当下被卡住的节点;氧化物电解质在制备之外,还需要解决材料本身脆性高所带来的界面阻抗大等限制;安全性之外,市场同时期待全固态在能量密度上有更高的表现。

但斩获市场反馈必有其道理。时至今日固态电池板块热潮再起,交易的或许是降本路径的探明,以及技术本身呈现的应用潜力。

降本方面。以鹏辉能源为例,公司宣称在氧化物制备上采用湿法涂布取代高温烧结的思路,使得其固态电池整体成本较常规锂电池高出15%左右。从发布会产品示意图可以看出,其第一代固态电池主要是在正极活性材料中掺混了氧化物电解质、添加剂、粘结剂等。

避免高温烧结的确是切中氧化物制备高成本痛点的解决方案,但也是在掺混后制备复合极片本就需要的干、湿法两种工艺中,选择了后者。湿法涂布工艺本身已在液态锂电池产线中得到成熟应用,理论上不带来额外成本。这一方案所需的成本下降空间,存在于氧化物、正极颗粒掺混环节的稳定性上。

巧合的是,南都电源同样对其固态电池所需的涂布设备上有所研发。

其在专利中指出,为了同时满足固态电解质层制备与负极补锂的需求,达到不增加露点房或手套箱体积的目的,公司开发出一种新型固态电解质涂布覆装置,支持正极片/负极片卷涂覆固态电解质层后立即进行对应负极片/正极片卷的辊压贴合,同时兼顾对负极进行锂箔的复合功能。

可以看出,电池企业能够站在更为全局的视角,基于固态电芯设计与量产的明确需求,从材料、形态到工艺、设备都进行多线布局,也因此具备了把控固态量产的主动性。

无论最终路径如何形成与改进,固态电池降本方向的可知,已经成功吸引了市场与资金的眼前关注,且似乎超过了能量密度这一由材料突破所驱动的关键指标。

另值得注意的是,化工企业奥克股份,同样在9月2日以20.08%涨幅领涨固态电池板块,关联度体现在其主要产品环氧乙烷、聚醚单体、碳酸酯等,均可作为聚合物基固态电解质的材料。

聚合物固态电解质同样被视为固态电池制备的“低成本”路线,所需材料和工艺均高度兼容现有产业,市场对该公司的认可也交叉印证了对于固态降本的青睐。

站在当下这一时间节点,全固态推进需要并不是单一靠研发团队驱动,而是要展现出对降本需求的确定性,以吸引更多产业链企业的参与,完善固态产业生态。全固态降本可先等同于综合产线兼容性高、改造成本低+技术应用确定性带动生产规模提升。

两家储能电池企业在谈及应用场景时均未提及储能,也可以看出市场对固态电池应用场景接受程度的开放性,或者说并不紧迫。

当下相较于固态电池应用至终端,市场更看重固态电池相关材料和技术应用于高安全、高性能电池上的可能性,技术应用本身已经意味着锂电产业链新一轮创新周期的开始。

如邢东锂电在低温电池新品中,应用了被视为固态电池主流工艺之一的原位固化,通过使电解质在电芯中以凝胶态呈现,来达到提升电池低温性能的目的。

又如产业中实现氧化物电解质浆料批量出货的企业,其出货对象除了电池厂外,也包括了正负极、隔膜等材料企业。固态电解质正被用于材料修饰与隔膜改性,能够起到提高倍率性能、安全性能、循环性能的综合目的。

从此前披露的量产节点来看,全固态上车还需要2-3年,但固态电池技术应用已是正在进行时。而这也是进行固态电池技术布局的现实意义所在。

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