固态电池和传统锂电区别
要说
固态电池,首先要知道固态电池和现在说的
锂电池的区别,区别就在于里面的电解质,真正意义上来说,现在所说的
锂电池,是液态锂电池,根本区别就在于电解液换成了固态电解质了,而其他什么安全性,容量的提升不过是附带的效果。
液态锂电池由正极材料+负极材料+电解液+隔膜组成。
而固态电池则由正极材料+负极材料+固态电解质组成
———————————————————————————————————————优点
因为换成了固态电解质,所以带来了几个优点,正是这些优点,固态电池被当成了下一代电池重要发展方向
1、安全性好。液态电解质的电池易燃易爆,容易造成安全隐患。固态电解质可以抑制锂枝晶、不易燃烧、不易爆破、无电解液走漏、不会在高温下发生副反应等。大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路,不会在高温下发生副反应,不会因产生气体而发生燃烧。
2、能量密度高。液体电解质电池能量密度超过500Wh/kg被认为是不可能的,基本是就是300wh/kg左右。全固态电解质后,电池可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,这样可以减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。固态电池研发可提供的能量密度基本可达300-400Wh/kg,未来很可能达到500wh/kg,甚至能到900wh/kg(三星)。
3、循环寿命强。固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题和锂枝晶现象,提升了锂电池的循环性和使用寿命,理想情况能够达到45000次左右。
4,可塑性强。固态电池支持电芯薄膜化设计,最小可以达到最小可以达到几个纳米,拓宽了锂离子电池的应用范围,并且使得电池自带柔性成为可能——主要用软包。
——————————————————————————————————————
电解质种类
变化的核心是固态电解质,那就得重点说电解质,目前的技术路线来说,电解质主要有3条路线,聚合物+硫化物+氧化物。它们各有各的优缺点
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~硫化物
优点:硫化物固态电解质具有超高的离子电导率和良好的
机械性质,易于构筑完全不含电解液的全固态锂电池。
缺点:其空气稳定性差、合成工艺复杂、生产率低且生产成本高,极大地阻碍了硫化物电解质的大规模应用。还有就是当前硫化物的相关专利有60%以上被丰田申请,你说你能玩不
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~氧化物
优点:具有相对较高的离子电导率和较稳定的化学特性,制备对环境要求不苛刻,易于大
规模生产和应用。
缺点:但存在刚性界面接触的问题以及严重副反应,且加工困难。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~聚合物
优点:聚合物电解质层可通过干法或湿法制备,电芯组装通过电极和电解质间的卷对卷复合实现;干法和湿法都非常成熟,易于制造大电芯;易于制备出双极内串电芯,从而提升单体电池电压。
缺点:成膜均一性难以控制;难以兼容高电压正极材料,导致能量密度不高;电池只能在高温下工作
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
而还有一种就是复合固态电解质(
CSSE s),主要是以氧化物、硫化物等为代表的无机固态电解质和以聚氧化乙烯等聚合物为代表的有机固态电解质两者的结合,实现“刚柔并济”,利用路易斯酸碱相互作用,增加链段运动能力,协同提升界面离子传输。
目前复合固态电解质是最具有发展潜力的材料体系。
——————————————————————————————————————
固态电池产业全球布局
日本方面,丰田汽车联合日立造船、日本电子等多家企业和高校研究机构开展基于硫化物固态电池为核心的研究,目前丰田在固态电池领域研究已持续近10年,预计其产品推出时间为2022~2025年。
美国方面,Solid Power、Seeo、Sakti3、QuantumScape、Infinite Power Solutions和24M等多家固态电池公司已获得数十亿美元支持,现阶段均未量产固态电池实际产品。目前,美国公布的固态电池研究方向涵盖所有固态电池技术路线,各公司研究进展和具体技术路线还未明确
韩国方面,三星公司发明了一种提高全固态电池寿命和安全性的方法,采用固态电解质和使用银碳(Ag-C)复合层作为阳极,可将三元正极电池能量密度提高到900W·h/L,在2023年四季度实现20Ah的试制电芯,2027年开始量产全固态电池,其目标是做到900W·h/L。LG公司在固态领域同时开发基于聚合物和基于硫化物的产品,引入了差异化的材料和工艺
创新技术,例如NCMA(添加铝的四元电池)和LongCell,与现有技术相比,能量密度提高了16%,行驶里程提高了至少20%。
中国方面,近年来已有多家半固态电池初创公司成立,其中卫蓝新能源、清陶能源、
赣锋锂业及台湾辉能等公司已分别开发出半固态电池样品,中科院物理所、宁波材料所、上海硅酸盐所、中电十八所及多所高校研究的全固态电池尚在实验室研发中。
虽然日本、美国、韩国在全固态电池方面研发和产业布局比较早,但中国因为选择了固液混合电池的路线而率先实现固态电池的规模量产。——(其实是半固态)
在聚合物领域布局的主要企业和机构包括:博世/Seeo、Ionic Materials、Medtronic及BlueSolutions/Bollore等。
在氧化物领域布局的主要企业和机构包括:卫蓝新能源、台湾辉能、清陶能源、TDK、NGK Insulators、Fujitsu、Murata、Hitachi、Toshiba、Quantumscape及Dyson/Sakti3等。
在硫化物领域布局的主要企业和机构包括:丰田、
松下、出光兴产、
宁德时代、中科院物理所、卫蓝新能源、中科院宁波材料所、浙江锋锂、日立造船、LG化学及PolyPlus等。
——————————————————————————————————————
国内固态电池布局
除了上面的卫蓝新能源,清陶能源,台湾辉能,神州巨电新能源外,当然就是
赣锋锂业了,前面几个都没上市。
———————————————————————————————————————
其实感觉对于题材炒作来说最大的问题是,这些最正宗玩固态电池的公司,都没上市。。。。所有相关概念的票,没几个正宗的
首先要明确一点的就是——炒作固态电池的逻辑,肯定是炒作未来增量预期的东西,利空的东西就要悠着点了。
比如说固态电解质,替代了电解液,那对电解液来说,肯定是利空,隔膜也不用了,利空隔膜。
当然了,固态电池目前只是理想中的东西,目前量产的也都基本是半固态,逻辑上,影响现在看不大,而且这些公司后面肯定会跟进,比如电解液的公司做固体电解质。。。影响的应该是那些做隔膜的,虽然现在半固态的也用隔膜(
恩捷股份:我是谁,我在哪,我在干啥?
星源材质:恩捷大哥,还有我呢)
鉴于固态电池过渡阶段的半固态电池将会持续很长时间,那么,半固态电池里电解液还是不容忽视,那么还有一个问题,以前的六氟磷酸锂还适不适用,我不确定,但目前市场的反应
利民股份-LiFSI——LiFSI相对六氟更安全
世龙实业——LiFSI的原材料-氯化亚砜
这两个最近还挺强,逻辑上是没错,问题是,这东西是不是一定要用?不能继续用六氟?所以打个问号先
——————————————————————————————————————
而增量的东西,首先想到的当然是固态电解质了,三种路线,国内主要还是氧化物和硫化物。未来到底哪条路线会占优,谁也没法下定论现在,所以,只能说预期在,逻辑是在的
氧化物:有哪些氧化物,反正我查文献
所以,你看到了啥,你能看懂的是啥,反正我只看到了氧化锆,氧化钛,要么钛要么锆,所以找锆吧,钛这东西有点多,
上面几个能看的是哪些?能看的其实是
东方锆业和
三祥新材龙柏集团:
钛白粉生产规模亚洲第一,世界第四,锆只占4.5%
国瓷材料:从事各类高端陶瓷材料的研发、生产和销售。这货做陶瓷的,只是氧化锆只是它义齿的材料
盛和资源:稀土金属,锆多少谁知道
前面这3个都是大屁股,都不怎么相关,
1,东方锆业——主营业务:从事锆系列制品研发、生产和经营(100%)。
公司产品包括锆钛矿砂,钛精矿,稀土独居石,硅酸锆,氯氧化锆,电熔锆,二氧化锆,复合氧化锆,氧化锆陶瓷结构件及海绵锆十大系列共一百多个品种规格
2,三祥新材——专注于锆系制品、铸改新材料等工业新材料的研发、生产和销售。
产品主要有氧化锆、铸改新材料、海绵锆、氧氯化锆、纳米新材料(纳米氧化锆)。——要是不知道联系,可能都不知道之前这货炒什么,其实我也不知道。
———————————————————————————————————————
硫化物
能看出啥来?反正我看不出来。。。。硫化物收益股略
聚合物,PEO这个东西,
光伏胶膜提到过很多了。。。而这个方向国内很少,基本也可以说略,炒PEO的都走光伏路线了
————————————————————————————————————
除了固态电解质,其他产业链的东西,比如什么正极,负极之类的,我感觉这不是重点,就算固态电池替代了液态锂电,这些东西需求也不会增加,你要说固态电池利好这些东西,那有点扯淡。至于锂做负极?这东西好像有点远,真正全固态电池还得近10年,太遥远的东西,炒作没有任何意义,电解质起码现在就是有替换量产的东西
完全固态电池还要较长的一段时间发展,中间的过渡阶段基本都是半固态-准固态,而负极材料,而负极材料的选择,也无法直接跨越至锂金属,寻找既提高能量密度又保持稳定性和安全性的材料体系,后面可能以碳硅,石墨掺硅,硅替代石墨的方式循环渐进
负极:
翔丰华——硅碳负极已经中试
硅宝科技?
好像还有一个——
上海洗霸——目前画饼状态
正极材料倒没啥变化:主要就是
当升科技——————————————————————————————————————
包装方式
除了增量的电解质,负极,还有一个相对逻辑正的——包装
逻辑:与传统液态锂离子电池相比,固态锂电池去掉了PE/PP隔膜等柔性膜,极组整体硬脆且缺乏弹性。若采用圆柱或方形这类金属硬质外壳的封装方式,在入壳工序制程中,或是充放电时极组体积涨缩,又或是使用环境中发生振动和撞击时,硬壳与固态极组之间容易挤压、碰撞而导致极组碎裂。
采用铝塑膜软包的封装方式,则无以上问题。此外,铝塑膜软包作为能量密度最高的封装方式。
A股中,做铝塑膜的有几个?-主要就是新轮新材,
海顺新材,还有个
道明光学,但它占比很小,其他的什么
明冠新材少,还不是主要
新轮新材——
公司的主要产品是锂离子电池外包装材料--铝塑复合膜。
但是这货的业绩,,,,真特么看不懂,连续这么亏十几亿?
海顺新材
道明光学
———————————————————————————————————————
除了电解质,负极,正极,包装,其他好像也没啥,你说设备吧,好像增量是没有的,,,有没有特殊的设备不知道,问就是行业龙头
先导智能,那还不如不说。
除了这些,那就该说是正主了
可惜,不好意思,A股真正的正主,只有赣锋锂业,宁德时代这些,但这东西,好像和没有一样,对它这种市值的票来说没多少影响。
美股是有一个QuantumScape
真正的是清陶能源,卫蓝新能源,辉能科技这几个没上市的
其中
科森科技控股81%科森清陶,另19%是清陶昆山
天齐锂业控股3%卫蓝新能源
———————————————————————————————————————
还有一些要想搞事的
金龙羽-自己做电缆-目前88亿
高乐股份-自己做
玩具,目前42亿
还有一个,
中自科技-688,和上面两个典型一样,自己做
环保催化剂的,目前21亿
红豆股份-自己做服装-99亿
已经有应用的
德尔股份———————————————————————————————————————
重要的票,我觉得的就这些了,其他不重要,仅仅有概念的,说了也没用,都是别人有总结的了,但真正要搞清楚哪些是正宗的,哪些是蹭概念的,还是要花点时间的,光就这几个标的,虽然别人都有,但我一个一个查,找文献,查资料确认,然后排除不重要的标的,就花了我近4个小时
最后总结
固态电解质:
$东方锆业(sz002167)$ (主),三祥新材
电解液:利民股份-LiFSI-(LiFSI原材料氯化亚砜-世龙实业)——确定性先打个问号,资金是认可的目前。
硅碳负极:翔丰华(主),硅宝科技,上海洗霸
正极:当升科技(逻辑相对不重要)
包装-铝塑膜:新轮新材,
$海顺新材(sz300501)$ (主),道明光学
已经搞事的:德尔股份
想搞事的:高乐股份,
$金龙羽(sz002882)$ ,中自科技,红豆股份
刮边的:科森科技
最后的最后,全固态电池,不要想得那么容易,真量产还早得狠,正在的全固态还有10年,技术困难目前还没有攻克