2021年动力电池材料发展前景与新能源汽车行业研究报告（75页）.pdf

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1、早在 2018 年 6 月，大众与 QS 就宣布成立合资公司 QSV Operations LLC，双方各持股 50%，期望实现 QS 固态电池的商业化生产，预计 2025 年量产。 2019 年一众电池厂如国轩高科、清陶新能源、赣锋锂业就建立了半固态电池小规模的试生产线。 2020 年 12 月蜂巢能源在电池日上对外发布了一款匹配无钴正极的“自愈合阻燃果冻电池”，电池内引入低比例的固态电解质，目前量产推进已取得一定成果。 2021 年 1 月 9 日，蔚来在 Nio Day 上公布电池包载能量 150kWh 的固态电池，能量密度可达 360kWh/kg，续航超过 1000km，并宣称将于 2

2、022 年量产。2021 年 3 月 15 日，大众汽车在其首届“Power Day”上表示，未来汽车动力电池的终极形态将是固态电池。 2021 年 4 月 9 日，赣锋锂业宣布拟投资 22 亿元建设高比能固态电池超薄锂负极材料项目。 2021 年 4 月 14 日，蜂巢能源与中科院共建固态电池技术研究中心，28 日公司与安徽马鞍山市签订战略合作协议，将投资 110 亿元建设动力电池电芯及 PACK 生产研发基地，规划年产能 28GWh。车企、电池厂商以及原材料供应商、科研机构等，纷纷下场开始布局固态电池市场和技术领域，固态电池的大幕已经开启。不管是高校科研院还是主流电池企业，对于固态电池的理

3、论研究仍处于初级阶段，固态电解质距离大规模产业化还有三大技术难关需要攻克：(1)金属枝晶问题。不均匀沉积的锂枝晶会刺穿固体电解质层，进而造成电池短路。(2)界面稳定性问题。电极/电解质界面处的组成和结构与材料体相有较大差别，离子阻塞或电子导电的界面产物会对固态电池的性能产生不利影响。(3)物理接触问题。固态电池体系最大的缺点就是离子的传输强烈依赖于固体颗粒的致密接触。而这些点接触对电化学循环过程中产生的应力非常敏感，应力会导致裂缝的产生，引起界面接触不良。(1)合成固相法是合成无机固体电解质最常用的方法，但其需要高温，耗能较大，而且高温下锂盐挥发严重，且材料与坩埚之间可能会有副反应。机械化学法

4、可用来合成无定形和玻璃陶瓷材料。尽管机械球磨法在工业上已经有应用，但其规模化应用时的安全性和能量消耗还存在争议，过程参数与产品性能之间的关系仍然只是经验性的。(2)致密化固态电解质粉末需要处理成高深宽比的膜或片，通过煅烧母胚、干粉热压或冷压，完成电解质粉末的致密化，获得特定的微结构。软的材料如硫化物和硼氢化物在这方面有优势，其可以在低温下完成致密化过程。放电等离子体烧结也是一种潜在的方法，其可以对材料的微结构进行精确控制，但其成本仍过高。(3)集成薄膜法是目前唯一能够实现工业化制备完整固态电池的方法。尽管其能够实现高致密度和良好的界面接触，但是在规模化制备大容量固态电池时仍然面临成本高昂的问题。