«Твердотельные аккумуляторы скоро начнут массовое производство» станут горячей темой в отрасли почти каждые несколько месяцев, но фактический прогресс индустриализации зачастую намного медленнее, чем этот лозунг. Чтобы понять текущую ситуацию с твердотельными батареями, нам нужно вернуться к самому техническому пути и ясно увидеть преимущества и твердость каждого пути.

1. Три основных технических маршрута

оксидная система: В основном основан на керамических электролитах, имеет широкий электрохимический диапазон, хорошую термическую стабильность и относительно высокую совместимость с существующими производственными линиями. Однако он очень хрупкий и имеет плохой контакт с интерфейсом, что является типичной проблемой «голова к голове». Многие отечественные компании выбрали оксиды в качестве пути перехода к полутвердым растворам.

Сульфидная система: Он имеет самую высокую ионную проводимость, которая может быть близка или даже превосходить таковую у жидкого электролита. На него ориентированы японские и корейские компании. Однако сульфид при контакте с водой образует сероводород. Требования к контролю точки росы в производственных условиях чрезвычайно строгие, а затраты на массовое производство остаются высокими.

полимерная система: Хорошая технологичность и гибкость, но ионная проводимость при комнатной температуре низкая, и для проявления своих эксплуатационных характеристик обычно требуется нагрев до температуры выше 60°C, что ограничивает сценарии применения.

2. Где находится настоящее узкое место?

  • Сопротивление твердотельного интерфейса: Жидкий электролит может полностью смачивать электрод, но между твердыми и твердыми телами имеется только точечный контакт, а сопротивление поверхности раздела велико и ухудшается при циркуляции.
  • Проблема дендрита лития: Твердые электролиты не всесильны, и металлические литиевые аноды все еще могут образовывать дендриты и проникать в электролит во время циклирования.
  • расходы: Текущая себестоимость твердотельных батарей в несколько раз выше, чем у жидких литиевых батарей, а материалы, оборудование и производительность — все это проблемы.
  • Совместимость с производственной линией: Большое количество существующего оборудования с литиевыми батареями не может быть использовано напрямую и требует реинвестирования.

3. Прагматичный график

Более единодушное мнение в отрасли заключается в том, что с 2024 по 2027 год основным будет «полутвердый» электролит, то есть небольшое количество электролита сохраняется для улучшения интерфейса, плотность энергии может достигать 300 ~ 360 Втч/кг, и он будет первым, который будет применяться небольшими партиями в моделях высокого класса и специальных областях; с 2027 по 2030 год все твердотельные батареи войдут в проверку установки мелкой партии; настоящую крупномасштабную популяризацию, скорее всего, придется подождать до 2030 года.

Это означает, что жидкие литиевые батареи еще долго будут оставаться абсолютным мейнстримом, а полимерные литиевые батареи также займут прочное место в потребительской и специальной сферах.

4. Как следует реагировать компаниям?

Для компаний, производящих аккумуляторы, прагматичная стратегия заключается в том, чтобы «ходить на двух ногах»: с одной стороны, продолжать оптимизировать существующую жидкостную систему (с высоким содержанием никеля, кремний-углеродный анод, структурные инновации CTP/CTC), с другой стороны, накапливать опыт взаимодействия и обработки с помощью полутвердых технологий, чтобы подготовиться к эпохе полностью твердых продуктов. Потребителям последующих сегментов нет необходимости долго ждать твердотельных батарей. Вместо этого им следует оптимизировать структуру и управление температурным режимом существующих зрелых решений, чтобы производить хорошие продукты.

5. Заключение

Твердотельные батареи заслуживают ожидания, но технологическая эволюция имеет свои объективные законы. Это рациональный подход — четко видеть временную шкалу, а не слепо следовать ей и не игнорировать планировку.