固态电池更新:电解质膜+锂金属...
发布者:乐晴
事件:美股固态电池公司QS的cobra陶瓷隔膜取得重大突破,2025年量产,目标能量密度500Wh/kg,股价涨幅30%+。技术工艺为在PP/PE隔膜上涂覆LLZO氧化物电解质材料,采用自生成锂金属负极技术。
在准固态、全固态电池中,通过大孔径基膜,可辅助固态电解质形成膜的形态,成膜工艺难度低,加工成本低,下游电池厂直接采购固态电解质膜就可以卷绕、叠片加工。特别是在全固态等静压过程中,可防止短路(省去胶框印刷环节)。积极参与技术迭代的膜企业价值量占比较隔膜更加提升。星源同步开启硫化物电解质布局,恩捷(硫化锂布局)、长阳、沧州、佛塑、美联等。
能量密度可超越500wh/kg,难点在于锂枝晶的控制,需要从集流体表面改性、锂金属减薄、补锂剂、SEI膜预生成等多种方式进步,超薄压延法:天铁/璞泰来、流延法:道氏、蒸镀法:英联,铜箔集流体侧:德福、嘉元、诺德、中一等。
6月24日,美国固态电池企业QuantumScape宣布成功将其先进的Cobra隔膜工艺整合到电池生产中,与上一代Raptor工艺相比,Cobra的热处理速度提高了约25倍,并减少设备占地面积,代表了陶瓷隔膜制造领域的一次重大突破。
QS采用氧化物路线,并使用支撑载体替代原先隔膜。工艺路线上,QS采用氧化物固态电解质,将粉末与液体粘结剂混合为浆料,并将浆料涂覆在支撑载体表面,通过连续流窑炉对其进行干燥和热处理,制成固态电解质膜片。
关注刚性骨架需求的必要性。此前市场普遍预期固态电池无需隔膜,但目前众多企业在制备固态电解质膜是采用一种类似于刚性骨架的膜结构,可以充当固态电解质的载体,让成膜工艺变得更为简单,同时可在电极膨胀时充当缓冲垫,保持电极间的紧密接触。
星源材质: 与中科深蓝深度合作,提供刚性骨架的膜产品,产品具备高孔隙率(70-80%)、大孔径的特点,未来有望从销售刚性骨架转为直接供应固态电解质膜,产品价值量数倍级提升。此外公司也推出两款半固态膜,并通过子公司新源邦布局氧化物固态电解质。
长阳科技: 采用CPI膜工艺开发出固态电池种适用的刚性骨架,孔隙率>75%,目前给国内宁德卫蓝、清掏、赣锋均有持续送样,海外也与松下、丰田、三星SDI等合作,目前单月出货量达几万平。
此外恩捷股份、沧州明珠、佛塑科技也均具备一定潜力。
全固态电池发展趋势性明确,电池&材料&设备厂积极布局新技术,产业已面临从材料体系、制备工艺到生产设备的全面重构。
设备是固态量产的关键,全固态电池的核心工艺在于成膜技术。主要分成湿法和干法,目前干法工艺逐步突破,且具有降本、更高负载能力且不易开裂等性能优点,有望成为主流成膜方案。
由液态➡️固态,从工艺变化的角度来看,#前道>中道>后道,①前道干法电极设备(辊压)价值量及占比提升;②中道新增等静压设备,叠片机取代卷绕机;③后道升级为高压化成分容。
辊压:全固态固态下电解质及正负极要求高压实密度和低孔隙率,辊压是成膜环节关键工序,也是保证电极厚度均匀一致的关键步骤。
等静压:传统热压和辊压方案提供压力有限且施力不匀,等静压技术可有效消除电芯内部空隙,解决固固界面问题,增强导电性,提高能量密度。
高压化成分容:固态电池要求大压力化成,常规电池拘束压力要求3-10t,化成压力60-80t。 备资本开支先行,为新技术确定性最强环节,建议关注“卖铲人”逻辑。
从弹性角度来看,布局前道设备的包括:纳科诺尔、信宇人、曼恩斯特、宏工科技、先惠技术等。
从竞争力延续角度,布局整线设备的锂电设备龙头、先导智能、赢合科技、利元亨等。 激光设备:联赢激光、海目星、逸飞激光、德龙激光等。
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