11月5日,華為在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開了一項(xiàng)硫化物固態(tài)電池的專利,題為《摻雜硫化物材料及其制備方法、鋰離子電池》。
該專利旨在解決硫化物固態(tài)電池在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的金屬鋰負(fù)極與硫化物電解質(zhì)間的界面副反應(yīng)問(wèn)題,進(jìn)而提升電池的壽命和穩(wěn)定性。這一創(chuàng)新技術(shù)被業(yè)內(nèi)視為固態(tài)電池發(fā)展的重要突破,為高效、安全的電池應(yīng)用提供了新的方向。
創(chuàng)新技術(shù)背景:優(yōu)化界面穩(wěn)定性
隨著新能源市場(chǎng)的快速發(fā)展,固態(tài)電池因其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命及安全性,被視為未來(lái)電池技術(shù)的主流路徑。硫化物固態(tài)電池在離子電導(dǎo)率、快充性能以及耐高溫方面優(yōu)于氧化物固態(tài)電池,但其金屬鋰負(fù)極與硫化物電解質(zhì)的界面反應(yīng)卻對(duì)電池的使用壽命產(chǎn)生不利影響。針對(duì)這一技術(shù)瓶頸,華為的研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了一種氮元素?fù)诫s的硫化物材料,顯著提升了電解質(zhì)對(duì)金屬鋰的穩(wěn)定性。氮元素作為摻雜基團(tuán),可與鋰結(jié)合形成Li?N,從而在一定程度上抑制副反應(yīng)的發(fā)生,延長(zhǎng)了電池的循環(huán)壽命。
華為新專利的技術(shù)細(xì)節(jié)與優(yōu)勢(shì)
晶體結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計(jì):該專利的摻雜硫化物材料采用立方晶型結(jié)構(gòu),在晶胞中摻入氮元素,能夠與鋰(Li)結(jié)合形成Li?N,這種設(shè)計(jì)在阻止材料與金屬鋰的副反應(yīng)方面發(fā)揮了重要作用。
電池性能提升:摻雜硫化物材料具有較高的離子電導(dǎo)率,并能夠顯著提升鋰離子電池的循環(huán)壽命。這種材料可作為硫化物固態(tài)電解質(zhì)使用于鋰離子電池中,有助于提高能量密度、延長(zhǎng)壽命,并具備更好的安全性和快充性能。
產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,多方布局固態(tài)電池
近期,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)快速推進(jìn)。10月24日,“北京亦莊”宣布國(guó)內(nèi)首條全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)線投產(chǎn),具備年產(chǎn)50安時(shí)全固態(tài)電池的能力。兩天后,江西于都的500MWh全固態(tài)電池量產(chǎn)線正式投產(chǎn)并發(fā)布產(chǎn)品,這標(biāo)志著中國(guó)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步加速。與此同時(shí),太藍(lán)新能源將聯(lián)合長(zhǎng)安汽車于11月7日發(fā)布新的固態(tài)鋰電池技術(shù),展示固態(tài)電池在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用前景。
產(chǎn)業(yè)界的龍頭企業(yè)也紛紛投入固態(tài)電池研發(fā)。寧德時(shí)代已在10Ah級(jí)全固態(tài)電池上進(jìn)行試驗(yàn),計(jì)劃在2027年實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn);清陶能源計(jì)劃2025年實(shí)現(xiàn)10萬(wàn)輛級(jí)別的固態(tài)電池量產(chǎn)。衛(wèi)藍(lán)新能源則在北京開工建設(shè)固態(tài)電池項(xiàng)目,預(yù)計(jì)2027年可以實(shí)現(xiàn)電池在整車上的小規(guī)模驗(yàn)證。整體來(lái)看,業(yè)內(nèi)普遍預(yù)期到2025年半固態(tài)電池有望量產(chǎn)并應(yīng)用于新能源汽車,到2030年全固態(tài)電池將逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。
市場(chǎng)前景廣闊,概念股走勢(shì)強(qiáng)勁
東方證券指出,全固態(tài)電池早期將優(yōu)先應(yīng)用于消費(fèi)電子、高端電動(dòng)車及航空航天市場(chǎng),到2030年在動(dòng)力電池和消費(fèi)電池中的滲透率將分別達(dá)到2%和10%。集邦咨詢預(yù)測(cè),到2027年前固態(tài)電池的產(chǎn)量將達(dá)到GWh級(jí)別,2030年其應(yīng)用規(guī)模將突破10GWh,而電池的單位瓦時(shí)價(jià)格預(yù)計(jì)在2035年有望降至0.6-0.7元,為其大規(guī)模推廣創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。
華為專利的發(fā)布也帶動(dòng)了A股市場(chǎng)中固態(tài)電池相關(guān)概念股的表現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),固態(tài)電池指數(shù)自9月以來(lái)漲幅超35%。其中,南都電源的漲幅超過(guò)180%,璞泰來(lái)、德??萍?、容百科技等多家企業(yè)漲幅也超過(guò)50%。此外,藍(lán)海華騰、萬(wàn)向錢潮、新宙邦等公司均在投資者互動(dòng)平臺(tái)上回應(yīng)稱已布局硫化物固態(tài)電池的研發(fā)。珠海冠宇作為消費(fèi)電池供應(yīng)商,開發(fā)了固態(tài)電池正極材料,其電池樣品能量密度達(dá)400Wh/kg,并具備安全性和長(zhǎng)壽命優(yōu)勢(shì),預(yù)計(jì)未來(lái)有望在消費(fèi)電子中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
技術(shù)推動(dòng)市場(chǎng)變革
華為的硫化物固態(tài)電池專利不僅為固態(tài)電池技術(shù)提供了新的技術(shù)思路,也進(jìn)一步奠定了其在電池領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力。隨著新能源汽車市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)張和儲(chǔ)能系統(tǒng)需求的快速增長(zhǎng),固態(tài)電池的市場(chǎng)前景被普遍看好,技術(shù)路線逐步清晰。
未來(lái)數(shù)年,固態(tài)電池將逐步替代現(xiàn)有鋰電池技術(shù),推動(dòng)電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效、安全發(fā)展。華為在此領(lǐng)域的技術(shù)突破,尤其在材料和界面穩(wěn)定性上的創(chuàng)新,將為行業(yè)帶來(lái)更高效的電池解決方案,有望成為未來(lái)綠色能源應(yīng)用的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。