全固态硫化物电池产业化仍面临诸多挑战,主要包括成本高昂、设备投资巨大、工艺复杂等。
成本方面: 目前全固态硫化物电池处于实验室阶段,生产成本极高,远超液态锂电池,预计产业化后成本仍将是主要制约因素。
设备方面: 全固态电池生产设备投资巨大,预计一G瓦产能需要20-30亿人民币,远高于液态锂电池。设备技术难度大,需要大幅升级换代,包括研发设备向批量生产设备转变。
工艺方面: 全固态电池生产工艺复杂,包括前道电极和固态电解质膜制备、中道叠片和等静压、后道化成分容等环节,每个环节都存在技术难点。
前道: 电极和固态电解质膜制备可采用湿法或干法工艺,湿法工艺分散性好、精度高,但设备需改造;干法工艺简单,但分散性和一致性较差。
中道: 叠片机技术成熟,但智能化要求高;等静压设备是关键设备,但产能低、效率低、成本高。
后道: 高温高压化成分容设备是难点,需要解决压力均匀性、温度管理、压力检测等问题。
技术路线: 目前主流技术路线为硫化物,但技术仍需改进;卤化物和聚合物技术相对成熟,逐步收敛。
设备公司: 国内外设备公司众多,包括德国、国内(弘光科技、纳克诺瓦等)、韩国(汉娜technology等)、瑞典(昆仑图公司等)、美国(ON公司等)。
市场前景: 全固态电池产业化需要时间,预计3C产品将率先应用,动力电池和储能领域应用会更晚。
良率: 固态电解质膜的均匀性和柔软性是关键,热压复合环节良率有待提高。
热压技术: 热负荷和3D转型是两种技术路线,各有优劣。
滚压技术: 滚压机技术门槛低,设备公司众多,市场景气度高,未来发展空间大。
PTFE材料: PTFE材料在60-80度温度下易拉丝,是干法电极制备的关键材料,对滚压温度控制要求高。