11月19日,长阳科技公告,公司近日与中国科学院物理研究所(以下简称“中科院”)签署了《技术开发合同》,双方就共同参与固态电池复合膜开发签订技术开发合同。合同期限为2024年11月15日至2026年12月30日。 公告进一步指出,本项目开发的多孔基膜材料在传统液态电池、半固态电池和全固态电池中具有普适性。其中利用基膜致密填充技术制备的复合导离子膜在固态电池体系中发挥固体电解质的功能。这显然意味着长阳科技与中科院此次合作项目布局的是复合固态电解质技术路线。 为何选择复合固态电解质路线?长阳科技或主要出于市场和企业自身业务考量。
目前单一的氧化物和硫化物等无机固态电解质、聚合物固态电解质分别存在着离子电导率低、产生枝晶、界面不稳定等各种问题,无法满足全固态锂金属电池的性能要求。而将无机填料加入到聚合物基体中形成复合固态电解质的路线,被认为是解决上述问题的有效途径之一,也因此复合固态电解质路线受到越来越多的关注。 长阳科技自成立便以反射膜为切入点,目前公司反射膜出货量位居全球第一。而在反射膜的产品配方设计方面,长阳科技主要利用超重力技术和微纳包裹技术相结合,通过超高分散技术创制出以有机与无机微纳材料为核、耐高温树脂为壳的复合母料,并通过研发的多相泡孔结构,改善了纳微材料与聚酯界面相容性。 不难看出,长阳科技自身是一家深耕纳米复合材料的企业,且其核心技术贯穿了配方设计、产品制造和设备技术、精密涂布技术等。
结合以上信息来看,长阳科技布局复合固态电解质路线并非偶然,而是基于市场和企业自身技术优势综合考虑的理性选择。目前布局复合固态电解质路线的企业越来越多,部分项目如下所示: (1)2024年10月,国内首条全固态锂电池量产线正式投产,该产线由北京纯锂新能源科技公司投资建设,采用复合固态电解质路线。 (2)2024年7月,上汽集团在2024年第一次临时股东大会上宣布,其全固态电池项目进入500天投产倒计时,预计到2027年将实现智己新车的量产与交付。该技术采用聚合物-无机物复合电解质,目标能量密度超过400Wh/kg,体积能量密度超820Wh/L。 (3)2024年2月,辉能科技宣布全球第一条量产线已经投产,电池即将分发汽车制造商进行测试。关于辉能科技LLCB电池的内部结构和工作原理,辉能的网站上列出了两种固态电池,一种是硅氧化物负极,使用复合固态电解质。 公司内部将该产品命名为高孔隙的电解质复合膜,主要应用于固态电池和半固态电池领域。固态电池相比传统电池具有高能量密度、机械强度和稳定性更好、安全性更高等优势,能杜绝电池燃烧问题。
公司2022年开始布局隔膜业务,干法和湿法同时进行。干法已稳定供货,湿法产品最初设备自研定制,但最初做出的产品韧性不足,在动力方面送样宁德未通过验证。后来随着宁德等客户开发新电池,产品在新应用领域符合诉求,于是开始在固态半固态领域深入配合客户,并向多家客户送样,目前在宁德、北京渭南有小批量供应,其他部分客户验证已结束但尚未有订单。
相比传统湿法隔膜,其电解质复合膜具有超高孔隙率(长阳最高可达85,客户诉求一般为80左右,传统湿法隔膜一般在40 - 50,很难突破60)、较大孔径(产品可做到85 - 100纳米,传统司法里一般小于60纳米)、高压缩性(膜可压缩性大于50%,一般同行湿法隔膜小于10%)的特征,在硫化物、氧化聚合物三种应用方向均通过认证,完全符合客户诉求且遥遥领先竞品。
在聚合物做电解质载体时,超高孔隙或超大孔径能给聚合物填充空间,使制备的电解质复合膜比同行高出一个数量级的电子黏离子电导率;高压缩性能可解决硅碳负极及锂金属负极膨胀问题,大幅改善电芯循环寿命。产品厚度薄的可达12微米,厚的可达30 - 40微米,虽然传统司法可做得更薄,但本产品可压缩性能好,理论上12微米可压缩到6微米,目前也在开发9微米产品以增强优势。在拉伸强度、穿刺强度、热缩性方面虽与传统隔膜有差距但已很贴近,而透气率、孔隙率、可压缩性能是半固态用膜的核心指标,也是产品竞争力所在。
目前客户端每月有几万平米的出货量,量还不大,主要取决于下游需求。行业爆发点可能在2026 - 2027年,明年会有小量产品应用,下游需求到明年下半年可能会有大幅提升,但具体数量难以判断。
目前确定的两个应用领域为宁德在低空经济、北京未来在汽车方面,明确明年会有应用,不过明年上半年量可能较少,大幅放量可能要等到明年下半年。
文章来源:长阳科技、网络公开信息、由高性能膜材料编辑整理