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当液态锂电设备"撞上"固态电池

液态锂电池发展如火如荼,下一代的固态电池竞争赛道已经在不断提速。当下包括宁德时代、亿纬锂能、孚能科技、正力新能、力神电池、国轩高科、欣旺达、LG新能源、松下,蔚来、上汽、广汽、丰田、日产、宝马、现代等在内的国内外电池厂商和车企,都在积极发力固态电池。

近期有媒体报道,中国或将投入约60亿元用于全固态电池研发,项目由政府相关部委牵头实施,鼓励有条件的企业对全固态电池相关技术开展研发。包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽等多家企业或将获得政府基础研发支持。该项目经过严格筛选后,最后具体分为七大项目,聚焦聚合物和硫化物等不同技术路线。

“若国家为车企和电池企业提供资金鼓励全固态电池的研发,固态电池从实验室到量产应用的进程或有望加速,将优先拉动上游设备商的订单需求。”中信证券指出,目前国内头部锂电设备商与下游客户合作,积极布局固态电池设备的研发,推动固态电池产业化进程,国内头部锂电设备商有望在固态电池时代仍保持领先优势。

生产工艺重大变革

行业周知,固态电池的核心技术思路就是将液态电解质替换为固态电解质,同时伴随正负极材料等革新。那么,落实到生产制造工艺层面,现有液态锂电池生产设备与固态电池制造设备之间,是否有本质上的区别?两种电池设备是否通用或有哪些共通点?现有锂电设备制造商要过渡到固态电池设备制造企业,需要具备哪些条件或因素?最大问题是什么?

“在当前的电池技术发展中,固态电池尚未形成统一的工艺路线。目前市场上主流的产品多为半固态或准固态电池,而非全固态电池。”国内某设备厂商表示,在采用硅碳负极和隔膜涂覆固态电解质的情况下,现有的生产工艺可以保持相对稳定,无需进行大规模的调整。此外,部分企业选择在前段工艺中应用干法制片技术,这同样允许后段工序的设备维持现状。

整体而言,半固态电池、固态电池是锂电池技术迭代的一种体现,而这种迭代升级有利于设备需求的增加和行业格局的持续优化。上述设备厂商指出,若未来转向使用全固态电解质,并采用金属锂作为负极材料,生产工艺将面临重大变革。因此设备制造商必须做出相应的转型。

“固态电池实现量产,产业链比较大的难点有几个,一是工艺和装备的创新,二是制造能力和品质的要求非常高。”清陶能源总经理李峥指出,传统的液态电池生产线是肯定不可能用来制造全固态电池的。因此,全固态电池对设备厂商也提出来新的要求,同时也是设备厂商巨大的机遇。

众设备企业争相布局

不难想象,未来固态电池产业化发展,对工艺装备带来的将是一轮新的革命,有望拉动新的投资趋势以及原有落后产能的投资换代。截至目前,不少设备厂商在固态电池领域都有广泛深入的布局,大多都是行业龙头企业。

近期,赢合科技在互动平台表示,公司积极投入固态电池新设备研发。目前该公司已成功开发了干法固态极片辊压设备,将持续开发整套干法固态极片制造系统。此外,据介绍该公司开发的湿法固态极片涂覆设备,已成功发货到国内头部客户现场。

“依托于锂电产业深厚的技术积淀与创新能力,公司可以为客户提供从固态电极制备、固态电解质膜制备及复合设备、裸电芯组装到除气封装、化成分容等固态电池关键设备。”先导智能表示,目前公司已获得多家国际知名企业固态电池关键设备订单。

据了解,利元亨拥有完全自主知识产权的干法电极核心装备项目已开发成功,目前该项目已经申请并获得多项发明专利和实用新型专利。据悉,利元亨交付清陶能源的产线已进入量产状态。此外,利元亨向国轩高科交付了半固态电池中试生产线装置,也正在与广汽埃安联合开发全固态电池整线装备项目。

除此之外,海目星表示,公司参与了固态电池设备的开发,对关键技术和关键工艺取得进展性突破,并实现国内固态及准固态电池中试产线的多种设备和产线的交付及生产,其中有部分设备已经实现480Wh/kg的电池量产及销售。杭可科技也表示,目前公司已与国内外多家相关厂商就半固态电池的中试线展开合作,并积极开展固态电池后处理设备相关的技术研发。

深耕锂电智能装备的誉辰智能,近日也透露,一直持续关注半固态、固态电池等新能源领域相关技术发展动态,并积极参与相关的设备需求研发,对相关客户形成小批量出货。

随着全球众多企业加速推进固态电池产业化,未来固态电池市场将非常可观。据业内机构预测,2025年和2030年全球固态电池需求量将分别达到44.2GWh和494.9GWh;到2030年固态电池市场空间有望超过1500亿元,届时对设备的更新需求也将非常可观。

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