容百科技李琮熙：硫化物全固態(tài)電池到2035年將有望爆發(fā)式增長到494GWh
近期，在第五屆新能源汽車及動力電池(CIBF2024重慶)國際交流會上，寧波容百新能源科技股份有限公司集團研發(fā)體系總裁李琮熙，作題為“高能量密度全固態(tài)電池材料技術”的主題演講。
圖為寧波容百新能源科技股份有限公司集團研發(fā)體系總裁李琮熙演講
以下為速記內(nèi)容：
綜合行業(yè)發(fā)展趨勢來看，固態(tài)電池批量生產(chǎn)的節(jié)點，預計將有望在2027年實現(xiàn)。從近期的資料來看，某國的企業(yè)發(fā)布過“從2024年到2026年兩年內(nèi)完成從A樣品到C樣品的階段，到2027年正式生產(chǎn)全固態(tài)電池”的發(fā)展藍圖。
考慮到國際整車企業(yè)的驗證時間為三年，但是近期他們調(diào)整了策略，將驗證期限縮短為兩年，并持續(xù)推出搭載全固態(tài)電池的車輛，主要原因是其確信全固態(tài)電池可以成為改變汽車市場版圖的規(guī)則。
動力電池業(yè)界關注的硫化物系全固態(tài)電池，預計其市場規(guī)模將從2027年的2GWh增長到2030年到43GWh。隨著生產(chǎn)成本的降低，預計2030年以后將持續(xù)爆發(fā)式增長，到2035年將有望爆發(fā)式增長到494GWh。
新能源汽車銷售結構正在從傳統(tǒng)的啞鈴形結構向紡錘形結構快速轉(zhuǎn)變，這意味著正在轉(zhuǎn)變?yōu)榕c傳統(tǒng)燃油車銷售企業(yè)結構趨同，同時也在蠶食燃油車的市場。
新能源汽車與燃油車輛相比，綜合價格競爭力必然提高的局面已然形成。考慮到車輛運營方面的一些成本，比如燃料、稅等方面，還有維修維護方面的成本，綜合這些，比燃油車便宜5%以上。
預計搭載全固態(tài)電池車輛也將遵循鋰離子電池車輛的銷售結構變化方式。初期主要將以高端市場為主，在確保價格競爭力優(yōu)勢的同時，逐漸擴大至主流市場，形成紡錘形的結構。
即使全固態(tài)電池上市，但是可能仍然需要相當長的時間才能普及，才能大眾化。市場本身是具有這樣的特性，首先這不是絕對性的技術能力，而是在某一個節(jié)點確定了一定的技術能力之后，就會優(yōu)先考慮性價比的特性。目前三元鋰離子電池其實也能提供500公里以上的續(xù)航，但是性價比更高的像磷酸鐵鋰推動新能源汽車的大眾化，也可以從另外的方面佐證剛才的觀點。
初期階段，全固態(tài)電池組價格預計每千瓦時將在400—600美元區(qū)間，是現(xiàn)有鋰電池電池價格的3—5倍。由于電池企業(yè)對現(xiàn)有鋰離子電池工廠投入了大量資金費用，因此有理由認為現(xiàn)有鋰離子電池在今后很長一段時間內(nèi)仍是主流。但是不考慮性價比的豪華車、運動車，情況就有所不同了。在13—53萬美元的豪華車上，搭載3—6萬美元的全固態(tài)電池也不過分。近期勞斯萊斯也發(fā)布了一款車型，該款車型價格42萬美元，搭載動力電池，從這也可以看出傳統(tǒng)豪華汽車企業(yè)的電動化步伐正在加快。
全固態(tài)電池初期市場的方向，即使是豪華車型為主，但是性價比問題也是必須要解決的問題。硫化物固態(tài)電解質(zhì)的價格持續(xù)降低，基礎原料硫化鋰的價格應該持續(xù)降低才可以。像鋰、硫磺的價格本身不是很昂貴的，因此可以通過改善工業(yè)和規(guī)模經(jīng)濟來降低這個價格。
容百科技也在推進固態(tài)電池客戶開發(fā)，準備實現(xiàn)量產(chǎn)，通過化學轉(zhuǎn)化工藝導入低價硫化鋰技術工藝。全固態(tài)電池的理論性能優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池，但是要實現(xiàn)批量市場還存在一些技術難題。
需解決的核心課題主要包括：一是確保與液態(tài)電解液同等及以上水準的鋰離子電導率的問題。
二是確保窗口的時候，在構成正負極的時候不會發(fā)生電解質(zhì)分解反應，不會產(chǎn)生副反應的特性，這個也是要解決的課題。
再者，實現(xiàn)大尺寸復合電極，如耐熱、化學穩(wěn)定性、適配大批量生產(chǎn)的理化特性也是需要攻克的難題。
未來進入全固態(tài)電池時代，像傳統(tǒng)的鋰離子電池體系有一些技術就會被淘汰，當然也會有一些技術會迭代擴展。
在全固態(tài)電池體系中，三元材料主要是從高鎳方向向超高鎳方向推進發(fā)展。在降低鈷含量的同時，朝著解決界面電阻顆粒破碎問題的技術方向發(fā)展。
富鋰錳的技術難題比較多，行業(yè)對富鋰錳的產(chǎn)業(yè)思考有十幾年的歷史，近年來已經(jīng)出現(xiàn)某些可以產(chǎn)業(yè)化的技術方向，全固態(tài)電池其實可以適配更寬的化學窗口，因此備受關注。
在固態(tài)電解質(zhì)方面，考慮到材料的柔韌性，離子等問題，目前還存在一些局限性。因此業(yè)界也認為首先應用于小型的IT方面是比較合適的，更現(xiàn)實一些。
硫化物系全固態(tài)電池正極材料主要要解決的問題有以下幾個方面：物理接觸、副反應、裂紋、表面(界面)等問題，涉及固態(tài)電解質(zhì)粒徑、固態(tài)電解質(zhì)雜質(zhì)管控、碳添加劑等。
顆粒的強度和空間電荷層都會導致容量降低，要盡可能保證正極材料與固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)間的接觸面積，因此固態(tài)電解質(zhì)控制在1微米以下，同時控制分布。
我們從最近的開發(fā)情況得出，為了接觸面積最大化，其實不非得是球形，但是要構建特定離子的形貌。
硫化物系全固態(tài)電池電解質(zhì)對水分非常敏感，因此適合干法電極工藝。使用干法電極時，預估每kWh至少可以節(jié)約成本6-10美元。
容百也在開發(fā)下一代全固態(tài)電池，干法電極用的一些單晶、多晶的三元正極材料，容百是三元正極材料這個市場占有率世界第一的企業(yè)，并迅速拓展像非層狀、高電壓、鈉電正極材料這些領域。除了全固態(tài)電池正極材料業(yè)務以外，還推進向硫化物固態(tài)電解質(zhì)、硫化鋰的業(yè)務，實現(xiàn)在性能、價格、供貨方面的客戶價值的提供。
容百現(xiàn)在積極與國內(nèi)外的優(yōu)秀客戶進行合作，國內(nèi)客戶超過30家，國際客戶超過12家。像硫化鋰、硫化物固態(tài)電解質(zhì)中式線建設今年將會完成，計劃從2025年開始推進批量生產(chǎn)體系建設。容百正在實施國際化戰(zhàn)略，迅速推進擴大如在韓國、美國等地區(qū)的基地建設。
根據(jù)我們公司擴大國內(nèi)基地，以及國際化戰(zhàn)略的思路，我們正在加快客戶開發(fā)和生產(chǎn)基地的建設，將為客戶提供優(yōu)質(zhì)的全固態(tài)電池材料。感謝。
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