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头部电池企业固态电改进一、综述

1、半固态与全固态电池技术进展及市场前景

清陶企业已成功将半固态电池应用于智己L6车型，该电池采用高镍正极、硅碳负极和氧化物固态电解质，具备高能量密度和良好安全性，但存在充电速度慢和循环性能较差的问题。此外，清陶与上汽合作的富锰锂基项目计划在2025年实现10万辆车的应用,目标市场为中低端车型。目前，清陶在昆山拥有10GWh的半固态电池产能，而全固态电池因产品未定型，暂未大规模投产。

研发方向上，清陶致力于氧化物加聚合物的复合电解质，以克服氧化物电解质的低电导率和界面问题。预计2028年推出全固态电池产品，而硫化物路线则面临更多挑战，预计2030年才能实现量

产。

2、全固态电池技术进展与市场前景

预计2028年将推出氧化物全固态电池，2030年则为硫化物。在2024年至2028年间，技术迭代将主要集中在富锂锰基材料和无隔膜电池的应用。此外，电解液的逐步减少和干法电极工艺的改进也是关键方向。制造工艺方面，固态电池对材料致密性和接触界面的要求更高，需要开发新的设备和技术。富锂锰基材料在能量密度和成本方面具有优势，适用于中低端车型，而高镍三元材料则主要用于高端车型。全固态电池技术的发展不仅限于电动汽车，还包括无人机和无人艇等其他领域。

3、固态电池技术在多领域应用进展与挑战

固态电池技术在电动车领域的应用已取得一定进展，但在市场表现上仍面临诸多挑战。目前，半固态电池在低空飞行器等特殊领域的需求较为匹配，其高安全性和能量密度特性受到认可。然而,由于电动车市场竞争激烈，尤其是宁德时代的强势竞争，固态电池在电动车市场的推广速度较慢。2024年，固态电池的出货量预计难以达到G瓦时级别。此外，固态电池的成本结构复杂，尽管售价与传统电池相当，但材料成本较高，特别是氧化物电解质的生产成本高达30万元/吨。全固态电池技术路线的选择上，氧化物和聚合物混合方式被认为更为可行，而硫化物技术路线则面临成本高、工艺复杂等问题。

4、硫化物固态电池的技术挑战与生产成本

硫化物固态电池在制造过程中面临多个技术挑战。首先，硫化物会与空气中的水分反应，释放有毒的硫化氢气体，因此需要在无水环境中操作。其次，电芯制造过程中需要施加30兆帕以上的压力，以确保材料的致(更多实时纪要加微信：aileesir)密化。此外，干法电极技术也是关键，需要将材料制成纤维化薄膜。目前,全固态电池初期主要采用氧化物路线，后期可能会转向硫化物路线。生产成本方面，氧化物电解质的主要原材料包括氧化铝、

氧化锆、氢氧化钠和碳酸锂，制备过程涉及混合、热处理、球磨、干燥固化等步骤。

5、固态电池技术进展与应用前景

固态电池技术主要通过干法工艺实现，该工艺利用热转印方式将电解质粘附在正极材料表面，无需使用溶剂。当前，干法工艺已成为主流，特别是在动力电池领域。尽管锂金属负极具有高能量密度，但由于其界面稳定性问题，短期内仍将以硅碳复合材料为主。硅碳复合材料虽然能量密度高，但因硅的膨胀问题，掺硅比例受限，通常在10%左右。未来，随着技术进步，锂金属负极有望成为主流。目前，CVD多孔炭技术被广泛用于减少硅的膨胀问题，纳米包覆技术进一步提升了电池性能。在应用方面，动力电池领域的市场需求最为旺盛，尤其是续航超过1000公里的车型。相比之下，手机等消费电子领域对固态电池的需求较低，主要因为成本和应用场景的限制。

6、硅碳材料在固态电池中的应用及挑战

然而，将硅碳材料应用于实际电池生产面临诸多挑战。首先，材料粒径需达到纳米级别才能发挥最佳性能，但实际生产中难以实现。其次，硅碳材料在电芯中的应用比例受限，目前最高仅能达到10%,因为更高的比例会导致负极材料在涂布过程中脱落。此外,固态电池的能量密度提升不仅依赖于材料本身的性能，还需改进生产工艺，如采用干法电极工艺。未来，固态电解质的用量将大幅增加，预计提升五倍以上，具体数值因不同技术路线而异。

氧化物和聚合物复合电解质是当前研究的热点，通过在正极材料中引入聚合物电解质浆料并原位固化，可改善电极与电解质的接

触界面。全固态电池的发展趋势是采用叠片而非卷绕工艺，以适应更致密的正负极材料。

7、全固态电池技术进展与挑战

全固态电池的发展方向主要集中在正负极材料和电解质的选择上。负极材料短期内仍以硅碳为主，金属材料的应用则较为遥远。电解质方面，当前主要采用氧化物和聚合物的混合电解质，硫化物电解质因成本高和湿度耐受性差而较少被研究。此外，全固态电池的制造工艺将从卷绕转向叠片，以适应材料的物理特性。快充性能方面，现有的材料和技术可以实现4C的充电速度。

二、QA

Q:半固态电池在实际应用中的表现如何?

A:半固态