Mysteel解讀：破解續(xù)航焦慮與安全隱憂 固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化征程

缺點 （1）能量密度達到上限，低溫環(huán)境下電池性能無法發(fā)揮，應(yīng)用范圍有限 （1）當前制備成本高且生產(chǎn)效率低，仍處于研發(fā)試制階段，商業(yè)化周期長 （2）安全性低，負極表面容易形成枝晶， 刺穿隔膜，造成正負極短路， 導(dǎo)致電池起火 （2）制備工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大，在界面相容性和單體電池容量方面有待提升 數(shù)據(jù)來源：全固態(tài)鋰電池技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望 相對于液體鋰電池，固態(tài)電池具有更高安全性[1]，主要體現(xiàn)在以下五個方面：固態(tài)電解質(zhì)具有高機械強度，可抑制鋰枝晶生長，不易造成短路；固態(tài)電解質(zhì)不易燃燒、不易爆炸；無持續(xù)界面副反應(yīng)；固態(tài)電解質(zhì)無電解液泄漏、干涸問題；高溫壽命不受影響或更好。

解讀

【中國汽車報】當華為也造固態(tài)電池

正如車夫咨詢合伙人曹廣平所說，由于電解層基本為固態(tài)，可以避免傳統(tǒng)的液態(tài)電解液鋰電池鋰枝晶短路正負極的著火風險，所以本質(zhì)上更安全同時，由于固態(tài)電解層可以做得很薄，因此整個電池更輕，能量密度更大，進一步提升整車的續(xù)駛里程 曾佑鵬也對記者表示，目前動力電池的痛點體現(xiàn)在安全性、可靠性、快充性能等方面液態(tài)電池由于使用低閃點電解液，高安全性與高比能通常是相互矛盾的兩項性能；固態(tài)電池則有望解決這一矛盾，一方面固態(tài)電池使用不易燃、熱穩(wěn)定性高的固態(tài)電解質(zhì)，即使發(fā)生短路等熱失控也不易引發(fā)鏈式反應(yīng)、加劇電池燃燒或爆炸，另一方面，部分固態(tài)電解質(zhì)電壓窗口寬，擴寬了高活性正負極材料的選型范圍，從而抬高了電池能量密度上限，因此獲得高能量密度的同時還能保證安全性。

媒體報道

[隆眾聚焦]：鋰電池隔膜輕量化發(fā)展分析及展望

近年來，新能源汽車的快速發(fā)展極大地帶動了鋰電池隔膜的需求國家政策扶持、汽車行業(yè)向新能源汽車的不斷探索和發(fā)展，使得汽車核心零部件鋰電池的需求量迅速增長，進而推動鋰電池隔膜行業(yè)的進步鋰電池隔膜在新能源汽車中隔離正負極，防止短路，允許鋰離子通過，維持電池反應(yīng)，提高電池的安全性與穩(wěn)定性。

熱點聚焦

鋰電池的分類

鋰電池大致的分類可以分為兩種：鋰電池和鋰離子電池二者的主要區(qū)別在于它們的正負極材料和充放電機制 1.正負極材料不同 鋰電池的正極材料通常是二氧化錳或亞硫酰氯，而負極材料是金屬鋰；鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰或其他鋰金屬氧化物，負極材料通常是碳材料，如石墨 2.充放電機制不同 鋰離子電池一般用鈷酸鋰做正極，碳做負極，中間填充電解液以形成離子游離的通道，用隔膜來分離正負極防止短路。

產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)知識

車企爭相提速全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，或?qū)⒔鉀Q電動汽車三大痛點

首先是安全性現(xiàn)階段，電動汽車主要使用液態(tài)鋰電池北方工業(yè)大學汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心張翔告訴中新網(wǎng)記者，液態(tài)鋰電池使用的電解液是可燃的，在發(fā)生短路或受到穿刺等情況時，電池有起火的風險而固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)來傳導(dǎo)鋰離子，不含易燃易爆的成分，從根源上消除了安全隱患 其次是能量密度，電池的能量密度直接影響電動汽車的續(xù)航里程李崢解釋道：“由于固態(tài)電池更加穩(wěn)定安全，使用的溫度區(qū)間大幅拓寬，在電池材料體系穩(wěn)定可靠的前提下，可以使用更高容量的正負極材料，在更輕更小的電池系統(tǒng)中儲存更多的電量。

聚焦

[熱點聚焦]：工信部發(fā)布新征求意見，有哪些關(guān)注點？

電池管理系統(tǒng)應(yīng)具有防止過充、短路、過放等安全保護功能 正負極材料企業(yè)應(yīng)具有有害雜質(zhì)的控制能力，控制精度達到或優(yōu)于10ppb， 生產(chǎn)經(jīng)營及工藝設(shè)備要求 數(shù)據(jù)來源：《鋰電池行業(yè)規(guī)范條件（2024年本）》（征求意見稿） 在企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營方面，可以看出這次的征求意見稿中還是尤為強調(diào)自主研發(fā)和提高產(chǎn)能利用率，一方面是強調(diào)企業(yè)要保證研發(fā)的基礎(chǔ)費用，同時對電池各部件有更為細致規(guī)定，推動產(chǎn)品質(zhì)量提升；另一方面不能低于50%的產(chǎn)能利用率也是側(cè)面推動盡快淘汰落后產(chǎn)能。

熱點聚焦

動力電池“退役潮”即將來臨，如何應(yīng)對？

如何處理退役的動力鋰電池，已成為一個關(guān)鍵問題這是因為： 1、安全屬性退役動力電池存著安全隱患動力電池額定電壓較高，在缺乏保護措施的情況下，接觸或擠壓容易引起觸電事故；當電池內(nèi)外短路時，正負極會產(chǎn)生大電流，導(dǎo)致高熱廢舊電池如處理不當，會導(dǎo)致電池燃燒甚至爆炸，甚至導(dǎo)致嚴重火災(zāi)，因此退役動力電池必須得到安全處置 2、環(huán)保屬性。

新能源

電化學儲能電站安全風險及防控措施

鋰枝晶在生長過程中容易刺破隔膜，隔膜孔隙率降低會引發(fā)電池正負極短路，給電池帶來的損傷是不可逆的磷酸鐵鋰電池過充過放易使其體內(nèi)局部劇烈發(fā)熱，引發(fā)電解液等分解，導(dǎo)致電池熱失控熱失控使電池內(nèi)部溫度壓力升高，達到安全閥最大工作壓力時，甲烷、碳酸甲乙酯等易燃易爆氣體將溢出，氣體在高溫下將產(chǎn)生噴射狀燃燒，產(chǎn)生的熱量將在電池模塊單元組間擴散，引發(fā)整個儲能電站的大規(guī)?；馂?zāi)電化學儲能電站雖能減少棄風棄光比例，但充放電頻繁時會加速對其壽命的損耗，無法更好地完成新能源消納，使得成本提高。

產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)知識

梯次電池在通信基站中的使用

2）搬運要求 梯次電池在運輸及搬運過程中，應(yīng)注意輕拿輕放，避免設(shè)備受劇烈震動；禁止倒置、翻滾、摔、撞電池，避免破壞電池的外觀；搬運過程中應(yīng)做好絕緣措施，嚴禁出現(xiàn)正負極短路的情況 5.結(jié)論 電動汽車上淘汰的磷酸鐵鋰電池，盡管在性能上不能滿足車輛使用，但還是足以在移動基站的直流供電系統(tǒng)中使用大力推廣梯次使用該類型電池，既能夠大幅節(jié)約投資，又能夠極大地減少重金屬、廢棄物排放。

產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)知識

磷酸鐵鋰、高鎳三元、無鈷電池誰主沉??？ ―動力電池材料技術(shù)路線研究

電池主要材料為正極、負極、隔膜、電解液正極決定了材料體系，日常提到的磷酸鐵鋰LFP等均是說正極材料的主要組成材料，比如國內(nèi)企業(yè)常見的NCM三元體系是指鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）等金屬元素的聚合物電池，NCM523意味著三種元素的比例關(guān)系為50%：20%：30%；負極起著能量的儲存與釋放作用，目前主流為石墨材料；隔膜保證了鋰離子正常穿梭、不讓正負極接觸而短路，同時決定著電池的充放電、循環(huán)壽命、倍率等性能；電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體，鋰電池主要使用的電解質(zhì)有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。

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