容百科技李琮熙：硫化物全固態(tài)電池到2035年將有望爆發(fā)式增長(zhǎng)到494GWh
近期，在第五屆新能源汽車(chē)及動(dòng)力電池(CIBF2024重慶)國(guó)際交流會(huì)上，寧波容百新能源科技股份有限公司集團(tuán)研發(fā)體系總裁李琮熙，作題為“高能量密度全固態(tài)電池材料技術(shù)”的主題演講。
圖為寧波容百新能源科技股份有限公司集團(tuán)研發(fā)體系總裁李琮熙演講
以下為速記內(nèi)容：
綜合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，固態(tài)電池批量生產(chǎn)的節(jié)點(diǎn)，預(yù)計(jì)將有望在2027年實(shí)現(xiàn)。從近期的資料來(lái)看，某國(guó)的企業(yè)發(fā)布過(guò)“從2024年到2026年兩年內(nèi)完成從A樣品到C樣品的階段，到2027年正式生產(chǎn)全固態(tài)電池”的發(fā)展藍(lán)圖。
考慮到國(guó)際整車(chē)企業(yè)的驗(yàn)證時(shí)間為三年，但是近期他們調(diào)整了策略，將驗(yàn)證期限縮短為兩年，并持續(xù)推出搭載全固態(tài)電池的車(chē)輛，主要原因是其確信全固態(tài)電池可以成為改變汽車(chē)市場(chǎng)版圖的規(guī)則。
動(dòng)力電池業(yè)界關(guān)注的硫化物系全固態(tài)電池，預(yù)計(jì)其市場(chǎng)規(guī)模將從2027年的2GWh增長(zhǎng)到2030年到43GWh。隨著生產(chǎn)成本的降低，預(yù)計(jì)2030年以后將持續(xù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，到2035年將有望爆發(fā)式增長(zhǎng)到494GWh。
新能源汽車(chē)銷(xiāo)售結(jié)構(gòu)正在從傳統(tǒng)的啞鈴形結(jié)構(gòu)向紡錘形結(jié)構(gòu)快速轉(zhuǎn)變，這意味著正在轉(zhuǎn)變?yōu)榕c傳統(tǒng)燃油車(chē)銷(xiāo)售企業(yè)結(jié)構(gòu)趨同，同時(shí)也在蠶食燃油車(chē)的市場(chǎng)。
新能源汽車(chē)與燃油車(chē)輛相比，綜合價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力必然提高的局面已然形成。考慮到車(chē)輛運(yùn)營(yíng)方面的一些成本，比如燃料、稅等方面，還有維修維護(hù)方面的成本，綜合這些，比燃油車(chē)便宜5%以上。
預(yù)計(jì)搭載全固態(tài)電池車(chē)輛也將遵循鋰離子電池車(chē)輛的銷(xiāo)售結(jié)構(gòu)變化方式。初期主要將以高端市場(chǎng)為主，在確保價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，逐漸擴(kuò)大至主流市場(chǎng)，形成紡錘形的結(jié)構(gòu)。
即使全固態(tài)電池上市，但是可能仍然需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能普及，才能大眾化。市場(chǎng)本身是具有這樣的特性，首先這不是絕對(duì)性的技術(shù)能力，而是在某一個(gè)節(jié)點(diǎn)確定了一定的技術(shù)能力之后，就會(huì)優(yōu)先考慮性?xún)r(jià)比的特性。目前三元鋰離子電池其實(shí)也能提供500公里以上的續(xù)航，但是性?xún)r(jià)比更高的像磷酸鐵鋰推動(dòng)新能源汽車(chē)的大眾化，也可以從另外的方面佐證剛才的觀點(diǎn)。
初期階段，全固態(tài)電池組價(jià)格預(yù)計(jì)每千瓦時(shí)將在400—600美元區(qū)間，是現(xiàn)有鋰電池電池價(jià)格的3—5倍。由于電池企業(yè)對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池工廠投入了大量資金費(fèi)用，因此有理由認(rèn)為現(xiàn)有鋰離子電池在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍是主流。但是不考慮性?xún)r(jià)比的豪華車(chē)、運(yùn)動(dòng)車(chē)，情況就有所不同了。在13—53萬(wàn)美元的豪華車(chē)上，搭載3—6萬(wàn)美元的全固態(tài)電池也不過(guò)分。近期勞斯萊斯也發(fā)布了一款車(chē)型，該款車(chē)型價(jià)格42萬(wàn)美元，搭載動(dòng)力電池，從這也可以看出傳統(tǒng)豪華汽車(chē)企業(yè)的電動(dòng)化步伐正在加快。
全固態(tài)電池初期市場(chǎng)的方向，即使是豪華車(chē)型為主，但是性?xún)r(jià)比問(wèn)題也是必須要解決的問(wèn)題。硫化物固態(tài)電解質(zhì)的價(jià)格持續(xù)降低，基礎(chǔ)原料硫化鋰的價(jià)格應(yīng)該持續(xù)降低才可以。像鋰、硫磺的價(jià)格本身不是很昂貴的，因此可以通過(guò)改善工業(yè)和規(guī)模經(jīng)濟(jì)來(lái)降低這個(gè)價(jià)格。
容百科技也在推進(jìn)固態(tài)電池客戶(hù)開(kāi)發(fā)，準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝導(dǎo)入低價(jià)硫化鋰技術(shù)工藝。全固態(tài)電池的理論性能優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池，但是要實(shí)現(xiàn)批量市場(chǎng)還存在一些技術(shù)難題。
需解決的核心課題主要包括：一是確保與液態(tài)電解液同等及以上水準(zhǔn)的鋰離子電導(dǎo)率的問(wèn)題。
二是確保窗口的時(shí)候，在構(gòu)成正負(fù)極的時(shí)候不會(huì)發(fā)生電解質(zhì)分解反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)的特性，這個(gè)也是要解決的課題。
再者，實(shí)現(xiàn)大尺寸復(fù)合電極，如耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性、適配大批量生產(chǎn)的理化特性也是需要攻克的難題。
未來(lái)進(jìn)入全固態(tài)電池時(shí)代，像傳統(tǒng)的鋰離子電池體系有一些技術(shù)就會(huì)被淘汰，當(dāng)然也會(huì)有一些技術(shù)會(huì)迭代擴(kuò)展。
在全固態(tài)電池體系中，三元材料主要是從高鎳方向向超高鎳方向推進(jìn)發(fā)展。在降低鈷含量的同時(shí)，朝著解決界面電阻顆粒破碎問(wèn)題的技術(shù)方向發(fā)展。
富鋰錳的技術(shù)難題比較多，行業(yè)對(duì)富鋰錳的產(chǎn)業(yè)思考有十幾年的歷史，近年來(lái)已經(jīng)出現(xiàn)某些可以產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)方向，全固態(tài)電池其實(shí)可以適配更寬的化學(xué)窗口，因此備受關(guān)注。
在固態(tài)電解質(zhì)方面，考慮到材料的柔韌性，離子等問(wèn)題，目前還存在一些局限性。因此業(yè)界也認(rèn)為首先應(yīng)用于小型的IT方面是比較合適的，更現(xiàn)實(shí)一些。
硫化物系全固態(tài)電池正極材料主要要解決的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：物理接觸、副反應(yīng)、裂紋、表面(界面)等問(wèn)題，涉及固態(tài)電解質(zhì)粒徑、固態(tài)電解質(zhì)雜質(zhì)管控、碳添加劑等。
顆粒的強(qiáng)度和空間電荷層都會(huì)導(dǎo)致容量降低，要盡可能保證正極材料與固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)間的接觸面積，因此固態(tài)電解質(zhì)控制在1微米以下，同時(shí)控制分布。
我們從最近的開(kāi)發(fā)情況得出，為了接觸面積最大化，其實(shí)不非得是球形，但是要構(gòu)建特定離子的形貌。
硫化物系全固態(tài)電池電解質(zhì)對(duì)水分非常敏感，因此適合干法電極工藝。使用干法電極時(shí)，預(yù)估每kWh至少可以節(jié)約成本6-10美元。
容百也在開(kāi)發(fā)下一代全固態(tài)電池，干法電極用的一些單晶、多晶的三元正極材料，容百是三元正極材料這個(gè)市場(chǎng)占有率世界第一的企業(yè)，并迅速拓展像非層狀、高電壓、鈉電正極材料這些領(lǐng)域。除了全固態(tài)電池正極材料業(yè)務(wù)以外，還推進(jìn)向硫化物固態(tài)電解質(zhì)、硫化鋰的業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)在性能、價(jià)格、供貨方面的客戶(hù)價(jià)值的提供。
容百現(xiàn)在積極與國(guó)內(nèi)外的優(yōu)秀客戶(hù)進(jìn)行合作，國(guó)內(nèi)客戶(hù)超過(guò)30家，國(guó)際客戶(hù)超過(guò)12家。像硫化鋰、硫化物固態(tài)電解質(zhì)中式線(xiàn)建設(shè)今年將會(huì)完成，計(jì)劃從2025年開(kāi)始推進(jìn)批量生產(chǎn)體系建設(shè)。容百正在實(shí)施國(guó)際化戰(zhàn)略，迅速推進(jìn)擴(kuò)大如在韓國(guó)、美國(guó)等地區(qū)的基地建設(shè)。
根據(jù)我們公司擴(kuò)大國(guó)內(nèi)基地，以及國(guó)際化戰(zhàn)略的思路，我們正在加快客戶(hù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)基地的建設(shè)，將為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的全固態(tài)電池材料。感謝。
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