繼麒麟電池之后，寧德時代又一次放出大招。
4月19日，寧德時代在2023上海車展現(xiàn)場正式發(fā)布了凝聚態(tài)電池。據(jù)寧德時代首席科學家吳凱介紹，凝聚態(tài)電池單體能量密度最高可達500Wh/kg，兼具高比能和高安全的特性，寧德時代預計在今年內(nèi)具備量產(chǎn)能力，該電池不僅會用于汽車領域，還會用于航空領域。
(資料圖)
什么是凝聚態(tài)電池？這種電池技術發(fā)展又將對動力電池產(chǎn)業(yè)鏈帶來怎樣的影響呢？
凝聚態(tài)電池的“更高”和“更快”
與目前的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池相比，凝聚態(tài)電池有著“更高”和“更快”等優(yōu)勢，前者是指能量密度，后者是指充電速度。
據(jù)了解，凝聚態(tài)電池經(jīng)特殊界面設計將電解液束縛在高分子網(wǎng)絡結構中，形成了兼具優(yōu)良力學穩(wěn)定性和離子傳輸性能的凝膠態(tài)，擁有更佳的動力學、安全性及可靠性。
國聯(lián)證券研報顯示，通過高動力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì)、高比能正極、新型負極、新型隔離膜及新型生產(chǎn)工藝可實現(xiàn)電新單體能量密度500Wh/kg，該產(chǎn)品目前正進行民用電動載人飛機項目的合作開發(fā)，車規(guī)級電池預計今年內(nèi)具備量產(chǎn)能力。
目前的主流電池技術路線中，三元鋰電池能量密度約為250Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密度約為180wh/kg，而今年進入“量產(chǎn)元年”的鈉離子電池能量密度約為100-150Wh/kg。可以看出，凝聚態(tài)電池與上述類型電池相比在單體能量密度上具有顯著優(yōu)勢。
為了解決現(xiàn)有液態(tài)電池的安全性和能量密度瓶頸，寧德時代等多家企業(yè)也在探索半固態(tài)電池、固態(tài)電池等技術路線。國聯(lián)證券認為，凝聚態(tài)電池也屬于半固態(tài)電池的一種。
深度科技研究院院長張孝榮接受記者采訪時表示：“從寧德時代披露的資料來看，目前凝聚態(tài)電池很可能是一種半固態(tài)電池，它的電解質(zhì)是凝膠狀態(tài)，含有液態(tài)成分，沒有流淌性而具有很強的粘附性，避免了液態(tài)電池的熱失控，提升了安全性，除此之外，在能量密度和充電速度方面都比液態(tài)電池有所提升。與全固態(tài)電池相比，凝聚態(tài)電池依然屬于過度性產(chǎn)品，在能量密度與安全性上依然遜色不少。”
而中國人民大學國際貨幣研究所研究員、獨立國際策略研究員陳佳接受記者采訪時表示，過去那種單純以固態(tài)、半固態(tài)來判定電池技術是否屬于新一期迭代的陳舊標準其實并不客觀。究其根本，主要是長期以來液態(tài)鋰電池的安全性、能效比和耐用度都因為液態(tài)物質(zhì)的存在而大打折扣，市場非專業(yè)人士往往想當然地認為非固態(tài)電池就是陳舊落后，固態(tài)電池就是革命先進，然而實踐中的產(chǎn)業(yè)鏈技術進步是很難一概而論的。凝聚態(tài)電池的超流態(tài)并不是固態(tài)，但其能量密度和快充能力已比液態(tài)電池實現(xiàn)了革命性的突破。
“凝聚態(tài)電池的技術路線相比當前尚未完全商用量產(chǎn)的半固態(tài)、全固態(tài)電池技術而言，無論是在商業(yè)可行性、市場契合度以及自主創(chuàng)新能力上都是極為領先的。”陳佳說。
除了能量密度更高之外，凝聚態(tài)電池理論上還具有更快的充電速度。據(jù)介紹，傳統(tǒng)的鋰離子電池往往需要數(shù)小時才能完成充電，而凝聚態(tài)電池可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成充電。
“凝聚態(tài)電池具有的聚合物電池特性以及未來中國在智慧城市建設和智能充換電設施領域的創(chuàng)新，將極有可能改變國內(nèi)用戶使用新能源汽車的體驗和習慣。聚合物極高的穩(wěn)定性與快充特性將使得‘充電難’等問題成為過去式。”陳佳說。
對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆可能
據(jù)寧德時代介紹，公司在2023年內(nèi)將具備凝聚態(tài)電池的量產(chǎn)能力。
“在寧德時代發(fā)布凝聚態(tài)電池技術之前，業(yè)界通常理解的凝聚態(tài)電池技術尚且處在實驗室研發(fā)階段，樂觀估計最快也要到2024年-2025年區(qū)間才能量產(chǎn)。可以說寧德時代凝聚態(tài)電池量產(chǎn)計劃的推出，宏觀上大大縮短了全球新能源產(chǎn)業(yè)鏈技術革新的等待時間。”陳佳說。
國聯(lián)證券研報認為，寧德時代第一代凝聚態(tài)電池方案或采用原位聚合工藝，在8系高鎳三元及高硅負極體系內(nèi)引入膠黏劑(PEO或VC等)加引發(fā)劑形成凝膠狀電解質(zhì)，使用常規(guī)鋰鹽及電解液并添加LiFSi或LiTFSi，保留隔膜并在隔膜涂覆固態(tài)電解質(zhì)(LATP或LLZO)。
“而二代產(chǎn)品在此基礎上或采用超高鎳或富鋰錳基正極搭配鋰金屬或鋰復合負極并大幅減少電解液使用量，并且在封裝方式上可能革新為疊片軟包的方式。”上述研報表示。
這意味著，第一代凝聚態(tài)電池的推出并不會對動力電池產(chǎn)業(yè)鏈造成太大影響，但第二代產(chǎn)品由于電解液使用量的大幅減少及新型負極材料等原因，它的普及或將對電解液和負極材料等眾多鋰電池上游廠商帶來一定影響。
“按照凝聚態(tài)電池技術的迭代方向，相比傳統(tǒng)的石墨負極，下一代則采取硅碳負極，第二代及之后極有可能向鋰復合/鋰金屬負極發(fā)展，五年內(nèi)如果凝聚態(tài)電池技術通過寧德時代的全面量產(chǎn)而得以產(chǎn)業(yè)鏈級別的推廣，且第一代技術維持時間相對較長(2-3年)，那么其對產(chǎn)業(yè)鏈的影響是相對較小的。而一旦寧德時代的凝聚態(tài)電池迅速完成了向第二代技術變遷(比如說2年內(nèi))，新能源產(chǎn)業(yè)鏈上游則很可能發(fā)生天翻地覆的變化。”陳佳說。
寧德時代的多技術路線布局
此前，寧德時代董事長曾毓群就曾透露稱，除麒麟電池外公司還在攻關更多新型電池，例如全固態(tài)電池、半固態(tài)電池，甚至還有大家沒有聽過的凝聚態(tài)電池。
“多技術路線布局可以降低企業(yè)未來的技術風險，保障企業(yè)戰(zhàn)略的有效性。能量存儲沒有終極解決方案，只有最適合的方案，在不同的市場階段，會出現(xiàn)不同的技術路線，多條技術路線布局，可以及時找到最優(yōu)方案來滿足市場需要。”張孝榮說。
目前，除了凝聚態(tài)電池有望量產(chǎn)之外，寧德時代許多其他技術路線的布局也已經(jīng)到了開花結果的階段。
4月18日消息，據(jù)寧德時代官方消息，麒麟電池全球量產(chǎn)首發(fā)極氪009 ME版車型已經(jīng)正式交付。相關數(shù)據(jù)顯示，寧德時代此次首發(fā)的麒麟電池，采用寧德時代第三代CTP技術，系統(tǒng)集成度創(chuàng)全球新高，體積利用率最高可達72%，能量密度最高可達255Wh/kg。極氪009 ME版車型搭載了麒麟電池，電池容量達到140kWh，CLTC綜合工況續(xù)航里程達822km。
而在鈉電池的實際應用上，寧德時代也有了新的進展。4月16日晚，寧德時代和奇瑞汽車雙雙發(fā)布消息稱雙方達成合作，寧德時代鈉離子電池將首發(fā)落地奇瑞車型，同時雙方將共同推出電池品牌“ENER-Q”。
起點研究CEO李振強認為：“2023年將會是鈉電池量產(chǎn)元年，預計全年出貨量達12GWh。2023年到2025年，應用于3C、動力及儲能領域的鈉電池規(guī)模分別為5GWh、45GWh、50GWh，總出貨量將達100GWh。”
東吳證券研報表示，寧德時代在加速布局半固態(tài)電池、固態(tài)電池、凝聚態(tài)電池等新領域，引領行業(yè)技術迭代。
