全固態(tài)電池正極材料技術(shù)追蹤

隨著新能源汽車和儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)的核心，正逐漸成為業(yè)界的關(guān)注焦點(diǎn)。

固態(tài)電池以其高能量密度、長壽命、高安全性等優(yōu)勢，有望徹底顛覆現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池市場。其中，正極材料作為固態(tài)電池的關(guān)鍵組成部分，其研發(fā)進(jìn)展直接關(guān)系到固態(tài)電池的性能與成本。

今年以來，固態(tài)電池?zé)岢痹倨?，也推?dòng)了正極材料的技術(shù)迭代。

全固態(tài)電池正極材料技術(shù)主要有高鎳三元、富鋰錳基等。

三元高鎳在液態(tài)鋰電池和半固態(tài)電池中已有成熟的運(yùn)用，其特點(diǎn)就在于借由更高的鎳元素含量，電池可以在高電壓下運(yùn)作，從而獲得更高的能量密度。

富鋰錳基則是近年走向市場焦點(diǎn)，其主要成分是鋰和錳，利用高錳元素含量的特點(diǎn)，富鋰錳基兼具高能量密度和低成本。

在具體布局上，當(dāng)升科技近期表示，在氧化物、硫化物等固態(tài)電解質(zhì)和雙相復(fù)合高能量固態(tài)正極材料上有技術(shù)儲(chǔ)備，相關(guān)固態(tài)鋰電產(chǎn)品已率先導(dǎo)入輝能、清陶、衛(wèi)藍(lán)、贛鋒等固態(tài)電池客戶，并實(shí)現(xiàn)批量供應(yīng)。

據(jù)了解，當(dāng)升科技在高鎳三元正極和富鋰錳基正極材料均有布局，其新型富鋰錳基產(chǎn)品具備高容量、長循環(huán)和低產(chǎn)氣等特點(diǎn)，已實(shí)現(xiàn)對電池客戶的百公斤級出貨。

容百科技方面，目前已開發(fā)出了多款適用于半/全固態(tài)電池的高鎳/超高鎳三元正極材料，相關(guān)固態(tài)電池正極材料已實(shí)現(xiàn)每月穩(wěn)定出貨。

格林美針對固態(tài)電池應(yīng)用，開發(fā)出了3-4微米尺寸小粒徑高BET固態(tài)電池前驅(qū)體材料，目前在多家企業(yè)進(jìn)行認(rèn)證工作且進(jìn)展順利，9系某款固態(tài)電池用前驅(qū)體產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn)。

天華新能子公司宜鋰科技與中科院物理所、天目湖現(xiàn)金儲(chǔ)能技術(shù)研究院等開發(fā)高鎳三元、高電壓鈷酸鋰等正極材料，產(chǎn)品獲部分客戶認(rèn)證。

此外，湖南裕能、長遠(yuǎn)鋰科、多氟多等企業(yè)在固態(tài)電池正極材料也在推進(jìn)。

相對來說，富鋰錳基和高鎳三元研究歷史相對較早，其受到市場關(guān)注度也更多，但是作為一種全新的電池體系，其正極材料路線也不僅僅局限于高鎳三元和富鋰錳基，如中科院青島生物能源與過程研究所研發(fā)出了鋰鈦鍺磷硫硒正極材料并具有高電導(dǎo)率、高能量密度和長使用壽命。

上汽清陶總經(jīng)理李崢此前表示，固態(tài)電池解決的是固-液材料體系下的限制，跳出高鎳三元正極搭配硅基/鋰金屬負(fù)極的“定式”可以擁有更多的想象空間。

不過，目前來看，全固態(tài)電池的材料匹配仍然存在眾多問題，特別是固固界面問題的解決依賴于界面重構(gòu)，以富鋰錳基技術(shù)來說，相比于液態(tài)電池，其高電壓特性需要與全固態(tài)電池結(jié)合更有優(yōu)勢。

更多的新型材料在技術(shù)驗(yàn)證和材料匹配上仍具有不確定性。

有利的是，作為一項(xiàng)顛覆性的技術(shù)，正是由于固態(tài)電池研發(fā)的不確定性帶動(dòng)了技術(shù)更迭的浪潮。

如今來看，對于固態(tài)電池的研發(fā)已經(jīng)出現(xiàn)跨領(lǐng)域布局的情況，如負(fù)極企業(yè)和電解液企業(yè)涉足固態(tài)電池正極技術(shù)，鋰礦企業(yè)和正極企業(yè)涉足電解質(zhì)技術(shù)。

從這一方面來看，固態(tài)電池不僅帶來的是技術(shù)層面的升級，在產(chǎn)業(yè)鏈也可能帶來一場新的市場洗牌。