摘要:与传统液态锂电池相比,固态电池具备本征安全性、高能量密度、宽温域、长循环寿命等优势。1)固态电池的组成与锂离子电池类似,同样包含正极、负极、电解液和隔膜四大要素,不同之处在于液态锂电池中电解液部分或完全被固态电解质替代,无燃烧热源,因此保证了优秀的安全性能。2
与传统液态锂电池相比,固态电池具备本征安全性、高能量密度、宽温域、长循环寿命等优势。1)固态电池的组成与锂离子电池类似,同样包含正极、负极、电解液和隔膜四大要素,不同之处在于液态锂电池中电解液部分或完全被固态电解质替代,无燃烧热源,因此保证了优秀的安全性能。2)固态电池的正负极均采用高比能电极材料,且轻量化后,可大幅度提升体积及质量能量密度。3)固态电池温域范围为-30°C到100°C,液态锂电池性能完全的工作温度是0°C到40°C。4)固态电池克服了锂枝晶现象,理想状态下循环性能可以达到45000次左右。
作为高能量密度的终极方案,固态电池生产及应用进展提速。2024年10月,国内首条全固态锂电池量产线正式投产,北京纯锂新能源投资建设50Ah全固态电池产线,技术路线采用聚合物电解质搭配磷酸铁正极与石墨负极。此外,宁德时代在2024年增加了对全固态电池的研发投入,已将全固态电池研发团队扩充至超1000人,目前主攻硫化物路线,在近期已进入20Ah样品试制阶段。
新能源汽车+低空经济,多重场景提振固态电池需求。新能源汽车领域普遍预期全固态电池在2026年装车、2027年小批量生产;低空经济为固态电池打开新市场,中国民用航空局预估,到2025年中国低空经济市场规模将达到1.5万亿元,目前eVTOL所需的电池能量密度要达300Wh/kg以上,固态电池产业有望快速发展。
当下固态电池产业仍处于发展初期,存在多种技术路线的并存与探索。根据电解质不同,当前固态电池技术路线分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物,其中硫化物固态电解质的电导率最高,并且电化学稳定窗口较宽,且兼具强度和加工性能、界面相容性好,布局企业比例约40%,氧化物比例约35%,剩余为其他技术路线。超过60%的企业布局两种至三种技术路线。
全固态电池有望于2028年进入GWh级应用阶段。据高工锂电,固态电池已有产能超过15GWh,规划产能超过400GWh,固态电解质投产产能超过1GWh,规划产能超过10GWh。2024年半固态电池出货量预计约7GWh,到2030年将超过65GWh。全固态电池则预计2028年可实现出货量突破1GWh。
核电:核准提速,步入长期成长周期
全球核电重启,成长确定性较强。2023年12月2日,在COP28会议上,22个国家签署了“到2050年将核能发电能力增长到2020年基准的三倍”的联合宣言。根据宣言推测,2050年全球核电装机容量将达到约1200GW,平均每年新增核电装机30GW。 2024年3月,美国联邦政府宣布提供15亿美元贷款用于重启Palisades核电站;2024年4月日本东京电力公司宣布,柏崎刈羽核电站预计将于今年10月重启开始发电。核电作为清洁的支撑性电源,在推进电力系统转型、火电装机规模无法大规模增长的背景下,将成为重要的基荷负载来源,长期成长确定性较强。
我国核电建设进入快车道。《政府工作报告》于2021年提出“积极有序发展核电”,2024年国常会共计核准11台机组,比2023年核准数量多一台。近3年核准“华龙一号”机组18台;截至目前,我国在运/在建/核准待建“华龙一号”机组累计达30台,我国核电建设进入快车道。
来源:走进科技生活