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研發團隊擴充至超1000人,每年開工資10個億?曝寧德時代全固態電池已進入20Ah樣品試製階段,2027年實現小批次生產【附固態電池行業現狀分析】

2024-11-09 17:46:36

(圖片來源:攝圖網)

據晚點獨家報道,寧德時代在今年增加了對全固態電池的研發投入,並將全固態電池研發團隊擴充至超1000人。寧德時代目前主攻硫化物路線的全固態電池研發,並在近期成功進入了20Ah樣品試製階段。

據瞭解,在全固態電池的研發過程中,樣品試製通常從1Ah開始,逐步增大電池容量以檢測電池效能。1Ah樣品階段主要關注電池材料效能的優劣,10Ah樣品階段則側重於電池單體效能的測試,而20Ah樣品階段則標誌著電池方案初步定型,開始進入生產技術探索階段。

據知情人士透露,寧德時代的全固態電池方案有望將三元鋰電池的能量密度提升至500 Wh/kg,相較於現有電池提升幅度超過40%。但是電池的充電速度和迴圈壽命仍未達到預期目標。

電池業第一次有公司像寧德時代這樣投入巨量資源研發全固態電池。一位從業者說,“1000人,人均人力成本按照100萬算,每年開工資就得10個億,這之前大部分固態電池公司連預算幾個億的實驗室都建不起來。”

不久前,寧德時代在互動平臺上明確表示,將持續加大對全固態電池研發的投入,技術已走在行業前列,並樂觀預計於2027年實現小批次生產。

今年4月,寧德時代首席科學家吳凱曾表示,公司目標是到2027年達到7-8的水平(以1-9打分),這意味著屆時寧德時代將有能力小批次生產全固態電池,且成功機會較大。然而,要實現大批次生產,仍需克服成本等方面問題。

9月1日,寧德時代董事長曾毓群在“2024世界動力電池大會”上表示,公司在全固態電池領域已經投入了7-8年的時間進行研究。他坦言,研發全固態電池的關鍵在於對材料和化學體系的研究,其中最難的就是“固-固介面”問題,即顆粒與顆粒間的離子傳輸。如果用技術和製造成熟度1-9作為評價體系,1代表剛開始涉足該領域,而9代表技術已經成熟,可以進行大規模生產。他認為全固態電池的技術水平僅達到了大約4左右,只是做出了一些器件樣品,並進行了一些實驗驗證。曾毓群透露,寧德時代目前在全固態電池的研究進展處於4左右的水平,但相較於全球同行,公司的研究已經領先一大步。

固態電池被廣泛認為是電池領域的下一代“革命性”產品,具有多項顯著優點,包括高能量密度、高安全性、長迴圈壽命和環境效益。固態電池的能量密度遠高於傳統鋰電池,能夠達到500Wh/kg,顯著提升電動汽車的續航里程;同時,由於其內部沒有易燃易爆的液態電解質,有效避免了電解液洩漏和內部短路等問題,降低了電池爆炸和燃燒的風險;此外,固態電池的迴圈壽命長達45000次左右,遠超目前主流鋰離子電池。

目前,我國固態電池行業正處於快速發展階段,儘管起步較晚,但近年來取得了顯著進展。中國固態電池的研究可以追溯到20世紀70年代,與鋰離子電池研究幾乎同步,但鋰離子電池因其優異效能獲得了更多商業化應用。近年來,由於對鋰資源供應的擔憂以及對能量密度和安全性的更高要求,固態電池重新成為研發重點。

目前,越來越多的企業已經參與固態電池市場佈局,包括中科院化學所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機構,以及贛鋒鋰業、寧德時代等電池企業。此外,還有以汽車零部件為主的萬向集團、新能源汽車比亞迪等其他領域企業看好固態電池市場,紛紛跨界投資。

我國企業在固態電池的研究上主要是以硫化物電解質技術和氧化物電解質技術兩種路線為主,聚合物電解質技術路線的非常少。其中硫化物電解質技術路線的企業主要的代表有寧德時代。

儘管固態電池技術前景廣闊,但目前仍存在一些技術難點需要攻克,如固態電解質材料的鋰離子電導率偏低問題、固/固介面接觸性和穩定性差問題、金屬鋰的可充性問題等。然而,隨著技術的不斷進步和研發投入的持續增加,這些問題有望在未來幾年內得到解決。

近期已湧現了一批階段性成果。此前,華為已公佈最新的硫化物固態電池專利。北京純鋰新能源科技公司投資建設的國內首條全固態鋰電池量產線幾日前投產,意味著其純鋰50安時數全固態電池邁向量產階段。

預計,固態電池將率先在動力電池、消費電池、儲能等領域得到應用。到2030年,固態電池在上述三大領域的整體滲透率將達到8.8%左右。

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在新能源汽車成本結構中,電池、電機和電控合計佔整車成本約50%,其中電池成本佔比最高,約為40%。

前瞻產業研究院作為更懂中國產業的科技型決策智庫,先行成立了“新能源汽車產業規劃所”,希冀發揮“產業研究+大資料+技術洞察+招商資源前置”的獨家特色產業規劃服務,為各地政府提供既科學、又前瞻、更落地的產業規劃整體諮詢方案。不僅提供產業規劃、招商引資、園區建設、和專案運營等綜合服務,還提供海洋經濟產業資料大屏監測、產業鏈圖譜編制、專項政策編制及培訓指導。

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