固態(tài)電池拐點何時至？“隔膜王”未雨綢繆，電池企業(yè)推全固態(tài)電池

2024年9月3日，上海，2024EESA第三屆中國國際儲能展，固態(tài)電池。  視覺中國 資料圖

固態(tài)電池被廣泛認(rèn)為是下一代電池的終極形態(tài)，盡管目前還面臨著技術(shù)和成本的雙重挑戰(zhàn)，但該領(lǐng)域頭部企業(yè)的動態(tài)仍備受市場關(guān)注。

澎湃新聞記者注意到，過去的兩天里，云南恩捷新材料股份有限公司（下稱“恩捷股份”，002812.SZ）對外披露了固態(tài)電池相關(guān)的采購框架協(xié)議，作為國內(nèi)電池“隔膜王”，此舉被視作積極應(yīng)對未來固態(tài)電池帶來的“去隔膜材料”危機。

同時，近期因公司控制權(quán)發(fā)生變更的孚能科技（贛州）股份有限公司（下稱“孚能科技”，688567.SH）也釋放新的信號，其全固態(tài)電池在日前舉行的江鈴集團新能源全球合作伙伴大會暨科技開放周上首次亮相。

“隔膜王”未雨綢繆

自20世紀(jì)90年代以來，鋰離子電池已發(fā)展成為最成熟、應(yīng)用最廣泛的電池技術(shù)路線。液態(tài)鋰電池則主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜四大主材組成。

固態(tài)電池則是將電解液換成固態(tài)電解質(zhì)。相比于傳統(tǒng)的鋰離子電池，固態(tài)電池的關(guān)鍵在于電解質(zhì)由液體變?yōu)楣腆w，兼顧安全性、高能量密度等性能。按照電解質(zhì)區(qū)分，固態(tài)電池路徑又可分為三類，即聚合物、氧化物（薄膜或非薄膜）、硫化物三大體系。

作為國內(nèi)“隔膜王”的恩捷股份，面對固態(tài)電池技術(shù)時，某種程度上來說面臨著生死存亡的危機。

1月14日晚間，恩捷股份公告披露，1月13日，其控股子公司上海恩捷新材料科技有限公司（下稱“上海恩捷”）及其有控制權(quán)的關(guān)聯(lián)公司與北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司（下稱“北京衛(wèi)藍(lán)新能源”）簽訂《采購框架協(xié)議》。

根據(jù)協(xié)議，北京衛(wèi)藍(lán)新能源將其自身需求材料的80%采購份額定點向上海恩捷及其有控制權(quán)的關(guān)聯(lián)公司采購用于半固態(tài)電池的電解質(zhì)隔膜、用于全固態(tài)電池的電解質(zhì)及電解質(zhì)膜。

自2025年至2030年，北京衛(wèi)藍(lán)新能源將向上海恩捷及其有控制權(quán)的關(guān)聯(lián)公司預(yù)計下達(dá)半固態(tài)及全固態(tài)電池的電解質(zhì)隔膜訂單總計不少于3億平方米，預(yù)計下達(dá)全固態(tài)電池的電解質(zhì)訂單總計不少于100 噸，具體以實際的采購訂單為準(zhǔn)。

實際上，按2023年恩捷股份全年鋰電池隔離膜62.00億平方米來看，其和北京衛(wèi)藍(lán)新能源之間6年3億平米的訂單對其營收貢獻(xiàn)并不大。市場觀點同時也認(rèn)為，這對恩捷股份而言，布局開拓固態(tài)電池的象征性意義更大。

恩捷股份在公告中則稱，公司與北京衛(wèi)藍(lán)新能源就半固態(tài)電池隔膜和全固態(tài)電池電解質(zhì)相關(guān)產(chǎn)品達(dá)成了長期供貨協(xié)議，有助于深化公司與客戶的合作伙伴關(guān)系，進(jìn)一步提升公司的盈利水平，加強公司在半固態(tài)電池隔膜和全固態(tài)電池電解質(zhì)相關(guān)行業(yè)的市場拓展力與競爭力。本協(xié)議如順利履行，預(yù)計將對公司2025—2030年的經(jīng)營業(yè)績產(chǎn)生積極影響。

就公司在全固態(tài)電池方面的布局，恩捷股份在近日的一次投資者活動中介紹，自2021年12月成立湖南恩捷以來，公司在全固態(tài)電池關(guān)鍵材料領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，申請了38項專利，已授權(quán)22項。

其具體提到，在硫化鋰方面，目前采用碳熱還原法生產(chǎn)，短期成本具有競爭優(yōu)勢，公司也在同步布局其他路線。目前公司的硫化鋰純度和粒徑指標(biāo)屬于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。在硫化物電解質(zhì)上，公司在離子電導(dǎo)率上也取得一定突破，能夠滿足不同客戶對電導(dǎo)率和粒徑分布性能指標(biāo)的需求。電解質(zhì)膜方面，公司則正重點開發(fā)連續(xù)化卷對卷生產(chǎn)技術(shù)，已實現(xiàn)小批量供貨，未來將致力于規(guī)模化生產(chǎn)。電解質(zhì)膜濕法工藝和干法工藝均有布局。同時致力于固態(tài)電解質(zhì)更好地應(yīng)用于電池體系里，也在探索新型的正負(fù)極包覆以及新型電池的結(jié)構(gòu)。

就相關(guān)產(chǎn)能規(guī)劃，恩捷股份透露，目前固態(tài)用高純硫化鋰產(chǎn)品已完成小試噸級年產(chǎn)能建設(shè)和運行，百噸級硫化鋰中試正加快推進(jìn)相關(guān)試生產(chǎn)工作；固態(tài)電解質(zhì)粉體為滿足客戶的需求，正在搭建10噸級的硫化物固態(tài)電解質(zhì)的生產(chǎn)線。

另外值得一提的是，恩捷股份此次的簽約對象北京衛(wèi)藍(lán)新能源，則是國內(nèi)固態(tài)電池領(lǐng)域的獨角獸企業(yè)。作為中國科學(xué)院物理研究所固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)學(xué)研孵化企業(yè)，北京衛(wèi)藍(lán)新能源成立于2016年，是國家級專精特新“小巨人”企業(yè)，具有40余年固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)研究經(jīng)驗，在多個固態(tài)鋰電技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“首次”突破。

該公司由中國工程院院士陳立泉、中國科學(xué)院物理研究所研究員李泓、教授級高級工程師俞會根共同發(fā)起創(chuàng)辦，匯聚了電池材料、電芯、系統(tǒng)等領(lǐng)域的高精尖人才。

孚能科技全固態(tài)電池首次亮相，稱已進(jìn)入產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化開發(fā)階段

此外，另一家上市公司孚能科技也對外釋放出固態(tài)電池的新動向。

澎湃新聞記者從孚能科技方面獲悉，其全固態(tài)電池在日前舉行的江鈴集團新能源全球合作伙伴大會暨科技開放周上首次亮相。孚能科技介紹稱，該固態(tài)電池采用高鎳三元正極和高硅負(fù)極，能量密度超過400Wh/kg，電芯循環(huán)穩(wěn)定，安全性能顯著提升，已順利通過針刺、剪切、熱箱等測試。

目前，該固態(tài)電池已進(jìn)入產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化開發(fā)階段。據(jù)悉，孚能科技下一代固態(tài)電池（500+Wh/kg）已在研發(fā)中，將持續(xù)優(yōu)化快充與循環(huán)壽命。

孚能科技稱，接下來將依托公司在固態(tài)電池領(lǐng)域豐富的技術(shù)儲備和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗，結(jié)合江鈴集團新能源固態(tài)電池的推廣計劃，加快江鈴集團新能源固態(tài)電池車型產(chǎn)業(yè)化，為市場和消費者提供面向未來的高能量、高倍率、高安全和低成本的固態(tài)電池車型。

孚能科技全固態(tài)電池首次亮相。

孚能科技在2024年12月的一次投資者活動中也介紹道，公司正在開發(fā)一款基于氧化物/聚合物復(fù)合體系的全固態(tài)電池，采用鋰金屬負(fù)極和高鎳正極，能量密度可達(dá)500Wh/kg，電池工作壓力較低。目前，兼容鋰金屬負(fù)極和高鎳正極的復(fù)合電解質(zhì)材料已開發(fā)完成，并研發(fā)了獨特的電解質(zhì)層工藝，可以實現(xiàn)超薄電解質(zhì)層的高效制備。孚能科技固態(tài)電池計劃在2025年進(jìn)行放大驗證。

在商業(yè)化進(jìn)展方面，孚能科技回應(yīng)，公司與海內(nèi)外頭部新能源汽車、低空經(jīng)濟領(lǐng)域客戶合作關(guān)系緊密，第一代半固態(tài)電池已于2022年在東風(fēng)嵐圖實現(xiàn)量產(chǎn)裝車，目前公司半固態(tài)產(chǎn)品出貨領(lǐng)域包括高端乘用車、重卡、低空飛行器等；同時，公司也與客戶積極對接全固態(tài)電池的相關(guān)合作，“全固態(tài)電池有望在2027年實現(xiàn)小批量量產(chǎn)裝車。”

對全固態(tài)電池應(yīng)用場景的展望，孚能科技認(rèn)為，全固態(tài)電池雖然在能量密度、本征安全、快充性能、放電倍率等方面具備明顯優(yōu)勢，但當(dāng)前成本仍較高，因此預(yù)計首先應(yīng)用在低空經(jīng)濟、高端電摩、高端船舶等對于價格相對不敏感的領(lǐng)域，未來隨著成本進(jìn)一步下降，全固態(tài)電池有望在高端乘用車領(lǐng)域量產(chǎn)應(yīng)用。

孚能科技提到，未來一段時間內(nèi)，液態(tài)、半固態(tài)、全固態(tài)電池可能將處于共存的狀態(tài)，適配于不同市場需求與細(xì)分場景。

國內(nèi)動力電池巨頭寧德時代（300750.SZ）也在加碼布局固態(tài)電池。寧德時代董事長、CEO曾毓群此前表示，“固態(tài)電池有3條技術(shù)路線，即氧化物路線、硫化物路線、以及聚合物路線。目前還有很多基本的科學(xué)問題待解決，如大多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在數(shù)量級差異、固固界面難以始終保持良好接觸等，在突破這些科技問題后，還會遇到產(chǎn)業(yè)化的問題。”

在去年9月舉行的2024世界動力電池大會上，曾毓群也就固態(tài)電池話題談到，“全固態(tài)電池的技術(shù)成熟度用從1-9 進(jìn)行表示的話，9代表可以上車生產(chǎn)階段，那么目前固態(tài)電池行業(yè)最高水平在4 左右。”

他表示，寧德時代在全固態(tài)電池的研發(fā)上花了七八年的時間，目前成熟度在4左右，但是根據(jù)自身進(jìn)展情況跟全球發(fā)展情況看，可以說寧德時代應(yīng)是領(lǐng)先一大步，“或者英文叫 second to none”。