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固态电池制造发生了哪些关键变化
关于固态电池何时量产何时大规模应用的讨论从来没有停止过,不可否认,行业内外对于2030年最终量产上车的时间节点仍然存在较多的质疑。这是一个存在不确定性的事情,甚至对于固态电池在什么场景下率先应用、渗透率可以达到百分之多少、最终定价在什么价位等等,也存在较大的不确定性。但我们可以确定的是,固态电池正在做也一定会去做,这是对固态电池的关注经久不息的原因之一。硫化物是目前全固态电池热度最高的路线,以良好的离子电导率获得了较高的上限空间,但也存在空气敏感度、固-固接触界面以及成本方面的问题。在这里,我们首先去梳理硫化物固态电池的制备工艺,先把它“造出来”,先解决“有”和“无”的问题,在这个过程中所谓的难点和堵点自然会出现。01可基于传统锂电池生产线传统锂电池的生产通常可以分为前段、中段和后段三个阶段。前段负责正负极片的制造,包括制浆、涂布、辊压、分切。简单的说,就是用湿法将正负极材料“涂”到正负极的基材上,再进行压实和切分。中段负责电芯的合成组装,包括卷绕/叠片、入壳、点焊、注液、封口等等。主要是将多层的正极、隔膜和负极通过卷绕或叠片的方式组合在一起,再一起放入“容器”并互相焊接,最终注入液态的电解液并封口。这里的注液就是注入传统的电解液,能够让电极充分的浸润而不需要人为的构筑接触,这也是固态电池最大的难点。后段负责最后的封装,包括化成、老化、分容、包装等等。到了这一步电芯基本完成,主要是需要充放电激活电极材料,并进行容量、内阻的分级,最终封装测试。对于固态电池,实际上最根本的正负电极传递离子的原理和路径并没有改变,只是对电解质这一环节进行了调整。因此,制备固态电池的工艺环节可以基于原有的产线,但需要对一部分关键环节进行改造和新增。在这里,我们选取三个典型环节进行具体分析,包括前段的干法/湿法电极制备、中段的叠片以及中段的固-固界面致密化。前两者可以说是根据固态电解质本身的性质进行的选择,而后者是对于硫化物本身固-固接触的问题进行的新增。此外,惰性气氛+低湿度的生产环境是针对硫化物本身的空气敏感性而进行的配置,更多的是设备和环境而非工艺原理本身,因此本篇文章暂不讨论。02干法or湿法前文已经分析过,传统锂电池在前段采用“湿法工艺”,通过混合的“浆料”进行涂布,最终正负极片成型。湿法的好处是成熟、稳定、设备和产线早已普及,几乎所有锂电厂都在用。缺点也明显,要用大量溶剂、要烘干、要回收废气、要消耗能量等等。到了全固态时代,问题就来了。硫化物固态电解质不是液体,而是粉末状的固体,且对水和氧气非常敏感。继续用湿法工艺,会引入溶剂残留,反而破坏电解质的性能,还可能在后续的高温处理过程中分解或失效。因此,干法工艺开始进入视野,计划是直接将粉末材料在高压下“压合”到金属箔上,做成电极片。干法的好处很直观。它省去了溶剂和烘干的环节,能耗更低、厂房更紧凑、环保压力小。更重要的是,它与固态电解质天然兼容,不会有液体残留或界面污染的问题。但问题是,这一工艺目前仍处于验证和改进阶段。干法涂布要求极高的粉末分散性和压实均匀度,一旦出现局部不均或空隙,就会影响电池性能。目前,行业内干法和湿法两条路线属于并行的状态,但对干法的尝试更为激进。宁德时代多次提及干法电极工艺是核心研发方向之一,有消息称,2025年5月宁德时代全球首条硫化物全固态电池中试线在合肥正式投产,其中包括了干法电极与等静压工艺;日系的丰田目前没有明确公开过前段工艺的路线选择,但早在2012年,丰田与日本化学公司Zeon共同申请了一项关于粉末静电喷涂法制造电极的专利,作为早期对干法电极工艺的知识产权布局;今年6月,韩国的三星SDI也在试验生产线上启动了基于干法电极的电池验证工作;美国的特斯拉于2019年收购拥有干法电极涂布技术专利的Maxwell之后,一直在积极探索干法电极工艺,但在近期也有消息称,公司在实际推进中发现这一技术转化难度极大。总体上可以说,干法的想象空间更大,而湿法仍是退一步的选择。03卷绕or叠片传统锂电池在中段的电芯组装中通常有两种做法:卷绕和叠片。卷绕就像卷蛋糕,把正极、隔膜、负极依次叠好后卷成圆柱或方形结构,生产效率高、自动化程度强,适合圆柱和方形电池。叠片则像叠千层饼,一层层堆放、压实成型,优点是能量密度高、循环寿命长,但由于传统叠片工艺需要精准裁切和逐片对齐,造成了该工艺速度慢、成本高,一般适用于软包电池。这两种方式能并行,是因为传统液态电解液可以自由渗透,不论卷绕还是叠片,电解液都能把电极间隙浸满,离子通道自然连通,不影响性能。同样到了全固态时代,情况就完全不同了。固态电解质是粉末或薄膜,无法像液体那样流动。如果把层叠好的结构再去卷,会导致电解质层弯曲、开裂、脱层,严重影响导离性能和寿命。因此,叠片几乎成为全固态电池唯一可行的结构方式。与传统叠片相比,固态电池的中段工艺产生了较大的变化。首先,隔膜不再存在。传统电池用塑料隔膜,而固态电解质直接可以充当这一角色,它既隔离正负极,又导通离子。其次,一部分国内厂商新增了“胶框印刷”环节。这相当于在每一层电芯边缘“画”上一圈密封胶框,用来固定电极片和电解质层的相对位置。同时,这一保护框能够起到防潮、绝缘、密封的作用,避免正负极边缘短路,避免空气和水的影响。总体来看,叠片的行业共识已经基本形成。未来谁能在叠片自动化、胶框工艺和良率控制上实现突破,谁就更有可能率先实现固态电池的规模量产。04固-固界面致密化在传统的电解液锂电池体系中,电极和电解质之间的界面并不是决定性问题,因为电解液可以自然渗透,填满孔隙,自动形成连续的离子导通通道。但在全固态电池中,电解质与电极的接触界面问题就变成了最关键的一环。固体与固体之间天然无法自发贴合,界面上任何微小空隙、粗糙面、脱粘区、不均匀处都会直接形成高阻区,造成性能和寿命的影响。所谓固-固界面的致密化,指的就是在完成叠片之后,必须通过一系列压实与界面工程手段(界面工程本文不展开),让电解质与电极的接触尽可能连续、紧密、稳定。从压实方式来看,最核心的划分标准是受力是否均匀,因为这决定了界面的接触质量。第一类是非均匀受力,即压力只从一个方向或少数方向施加。这类工艺简单、设备成熟,是现实中量产最容易落地的路线。最基础的是单轴压制(uniaxial),由上下压模从一个方向挤压,作用集中在厚度方向。进一步提升的是双轴压制(biaxial),会在上下挤压的同时加入侧向约束或侧压力,让界面受力更加均匀。第二类是均匀受力,也就是将压力从各个方向同时施加,让材料几乎处于“浸泡式受压”的三维受力状态,行业讨论最热的“等静压”就是典型方式。这类工艺的压实质量极佳,是实验室获得高性能样品的主要手段,但设备昂贵、生产节拍慢,距离真正的量产还存在一定距离。换句话说,如果以生产节拍为划分标准,压实的工艺又可以分为连续式和间歇式两类。传统的辊压成型就是典型的连续式工艺,更具备量产能力;而批次式的等静压就是典型的间歇式工艺,更适合研发或低产量阶段。二者路线存在分化,尚未有定论,这与最终产品的实际落地场景和价位高度相关。当然,真实产业的选择远比我们上述的分类更加复杂。宁德时代坚持“可量产优先”,采用连续辊压作为主干工艺,并在叠片后增加短程的单轴热压辅助处理,通过控制温度和压力参数提升层间贴合度。日本丰田基于硫化物体系的材料特性,更强调多层涂布工艺搭配平板热压流程,采用批次式平板热压来保证贴合度。韩国三星SDI在中试线上以单轴热压与辊压为主,曾经引入温等静压,但效果并不理想。美国QuantumScape则依托自身氧化物薄膜的柔性,将界面难度降到最低,结合批次式热压作为关键步骤,并仅在实验室采用等静压作为性能对比。05尾声需要强调的是,本文并非对全固态电池技术做全面综述,而是从制造工艺视角,讨论硫化物体系相对于传统液态锂电池在哪些环节出现了“必然性的、结构性的”变化,并选取了正负极片制造、叠片工艺以及固-固界面致密化三个代表性的改动点。然而真实的技术演化过程必然更加复杂,不同企业会根据材料体系、生产节拍、成本结构、良率约束、设备基础甚至供应链合作模式做出不同组合与优化策略,未来也可能出现新的工艺单元、顺序变化或跨路线融合。当前我们能明确的,仅是行业正在经历从“材料突破”向“工程落地”过渡的关键阶段,许多问题将从科学问题转化为制造问题,而制造问题往往更难、更慢,也更考验资源与组织能力。换句话说,现阶段任何绝对的判断都为时过早,但技术分化点已经足够清晰,观察窗口已经缓缓打开。
来源:新财富产业研究院
碳酸锂期货逼近10万元大关,锂电板块飙涨引爆市场
11月17日,碳酸锂期货主力2601合约强势上涨,早盘以87700元/吨开盘后稳步攀升,盘中触及95200元/吨涨停价,之后一直维持至收盘,当日涨幅9%。近期碳酸锂价格回暖,11月以来碳酸锂期货主力合约价格已累计上涨近17%。11月18日早盘碳酸锂期货再度暴涨,一度冲至96920元/吨。“近期由于下游消费表现较好,碳酸锂供应一直存在缺口,库存持续去化。自8月中旬至今社会库存已经13周持续去化,累计去库2.2万吨,这也是近期碳酸锂盘面表现较强的核心原因。上周价格涨至9万附近后资金有一些犹豫,但周末产业头部企业相关人士喊话给市场再一次注入兴奋剂,盘面再次大涨。”一德期货分析师谷静接受《华夏时报》记者采访时表示。锂电板块集体爆发受碳酸锂价格上涨影响,锂电板块也出现集体走强,截至11月17日收盘,盛新锂能(002240.SZ)、融捷股份(002192.SZ)强势涨停,天齐锂业(002466.SZ)、永兴材料(002756.SZ)均涨近9%。现货市场上,11月17日优质碳酸锂市场价格区间在9.05万元/吨—9.09万元/吨,电池级碳酸锂市场价格区间在8.98万元/吨—9.09万元/吨,较上一交易日上调3600元。中银国际研究指出,近期储能及锂电中游材料价格显著上涨,主要是短期供需错配、储能需求增长以及产业格局优化共同作用的结果。储能市场正式替代动力电池成为锂电板块新的需求增长方向,AI产业趋势发展过程中,全产业链中紧缺环节具有高配置价值,相关储能产业链的配置价值仍值得保持关注。“近期碳酸锂期货与锂电板块股票形成共振,从而进一步推动碳酸锂期货价格持续走强。一方面,基本面偏强,11月去库存节奏在加速。由于供应增量有限,11月国内产量基本持平,10月智利出口碳酸锂至中国环比增长46%至1.62万吨;需求环比有增,11月两大主材对碳酸锂需求环比增加4%至11.5万吨。”光大期货有色研究员朱希接受《华夏时报》记者采访时表示。朱希表示,另一方面,消息面提振市场情绪,在11月16日“第十届动力电池应用国际峰会”上,赣锋锂业董事长李良彬预测,2026年碳酸锂需求会增长30%,需求达到190万吨,同时供应能力经过评估后应该是增长25万吨左右,供需基本平衡,碳酸锂价格有探涨空间。如果明年需求增速超过30%,甚至达到40%,短期内供应无法平衡,价格可能会突破15万元/吨甚至20万元/吨。随着期货价格上涨,碳酸锂期货持仓也快速增加。近一周,碳酸锂主力合约持仓增加约7.2万手,加权合约持仓增加约21万手;近一个月,碳酸锂主力合约持仓增加约40.4万手,加权合约持仓增加约41.3万手。对此,朱希表示,今天的持仓仍在增加,主力合约增加约4.6万手,加权合约增加9.3万手。进口格局生变据悉,2025年9月中国锂辉石进口数量为71.06万吨,环比增加14.7%。其中从澳大利亚进口34.7万吨,环比增加64.1%,同比增加66.8%;自南非进口10.9万吨,环比增加93.0%;自津巴布韦进口10.9万吨,环比减少7.8%;自尼日利亚进口12.0万吨,环比增加14.4%。“1—9月我国累计进口锂辉石557.64万吨,其中澳大利亚2025年1—9月进口量为279.2万吨,同比增长1.7%,占总进口量的50.1%。从数据看,锂矿进口格局也发生了一些变化,南非进口量增量显著。不过,当前国内锂矿需求主要还是通过澳大利亚、尼日利亚以及津巴布韦进口来满足。”谷静称。与此同时,谷静表示,根据钢联数据,周内最新数据显示锂矿港口库存叠加仓库库存总量为15.3万吨,周度环比减少3.2万吨,其中可售库存8.6万吨,周度环比减少1.4万吨。周内由于锂盐价格上涨,矿价跟随上涨,截至目前,澳洲锂精矿价格已经涨至1080美元/吨,巴西锂精矿价格已经涨至1060美元/吨,非洲津巴布韦锂精矿价格已经涨至1015美元/吨。海外矿山以及贸易商出货积极性较高,而下游锂盐厂出货较多,所以对原料采买也较为积极。此外,根据供需平衡表,今年11月国内碳酸锂消费量已经增至13.5万吨级以上,去年同期月度消费还在9.5万吨上下,同比增速在40%以上。谷静表示,需求传导相对流畅,主要原因是电池环节去库较为明显,根据SMM数据,自5月起国内电池已经累计去库28.9GWh,其中动力电池去化15.8GWh,储能电池去化13.1GWh。电芯库存的去化,就会使得终端消费的增速向上游传导加快,电芯排产增加,材料厂对于原料的补库积极性就会提升。“从碳酸锂实际消耗量来看,11月两大主材对碳酸锂消耗量在11.5万吨左右,月环比增加4%,四大正极材料+六氟磷酸锂+氢氧化锂苛化需求对碳酸锂消耗量在13.4万吨左右,月环比增加3%。截至上周SMM数据显示,碳酸锂社会库存连续去库13周至12.05万吨,总库存周转天数下降至期货上市以来新低28.1天。”朱希称。碳酸锂长线看涨“随着碳酸锂期货大幅上涨,接下来影响碳酸锂变化的主要因素,一是消费的可持续性,这是决定供需格局的关键;二是枧下窝矿复产,该矿是市场近期持续关注的焦点,市场对于该矿复产的预期较为一致,大概率会延后复产。”谷静称。谷静表示,三是需要关注现货成交情况,上周开始现货跟涨情绪不佳,期货盘面出现大升水,碳酸锂期货价格涨至85000元/吨以上后,现货成交量也明显下降;四是超涨之后的资金动向,固态电池与储能都是券商资金的关注点,碳酸锂此波拉涨的参与资金离不开券商资金的参与;目前碳酸锂价格持续上涨,一旦价格超涨,成本更低的平替品种钠电池电芯就会有一定的发展空间。所以,储能电芯工艺的转向也是后期需要关注的。针对碳酸锂期货后期走势,朱希表示,11月整体维持较快去库节奏,且仓单库存维持低位,矿价表现仍偏坚挺,储能端景气的预期和相关材料价格的走强提升其各环节及原材料备货需求。不过,值得关注的是,当前碳酸锂加权合约持仓超过110万手,主力合约超过55万手,需要警惕持仓扰动。鉴于明年的紧平衡格局和投机需求的增加,明年的价格中枢有所上移且价格弹性有所增加,仍可寻求回调做多机会。与此同时,谷静也表示,从中长期看,碳酸锂期货价格已经脱离底部,价格重心也持续抬升。短期看,海外能源价格上涨,市场对于海外储能需求的预期较为乐观,国内储能电芯厂订单较满。因此,在终端需求未出现明显减速的前提下,碳酸锂还是要偏多对待。
来源:华夏时报
锂离子电池编码新规落地,现存锂电池相关企业超2.9万家
《锂离子电池编码规则》国家标准出台,为新生产的每个锂离子电池产品赋予唯一身份编码。这一规则适用范围广泛,全面覆盖从单体电池到电池系统的全层级产品,无论何种类型、何种规格的锂离子电池,都在其规范范畴内。“一池一码”是该规则的核心亮点,借助这一编码方式,能够实现从电池生产端到回收端的全生命周期流程管控。生产环节的信息、使用过程中的状态、回收阶段的处理等,都能通过编码精准追踪。此规则意义重大,为产品溯源和行业监管提供了极为重要的参考依据。企业可依据编码快速定位问题产品,监管部门也能更高效地规范市场,推动锂离子电池行业健康、有序发展。天眼查专业版数据显示,截至目前我国现存在业、存续状态的锂电池相关企业超2.9万家。从区域分布来看,广东省、江苏省、湖南省锂电池相关企业数量位居前列,三个省市数量总和超过1.68万家,占企业总数的57.5%。(赵华)
来源:环球网
新汇众新能源取得汽车动力电池用便携式锂电池电池组储能设备专利,对不同型号的电池进行安装固定组装
国家知识产权局信息显示,武汉市新汇众新能源汽车科技有限公司取得一项名为“汽车动力电池用便携式锂电池电池组储能设备”的专利,授权公告号CN 223502042 U,申请日期为2024年08月。专利摘要显示,本实用新型涉及电池组储能设备技术领域,公开了汽车动力电池用便携式锂电池电池组储能设备,包括两个对称安装的安装壳体,两个安装壳体的左右内壁上均等距设有若干铰接柱,若干铰接柱上均铰接有连杆,若干连杆远离铰接柱的一端共同安装有一个安装支架安装支架上等距放置有若干电池两个安装壳体内壁均等距设有若干安装板,若干安装板上均固定安装有弹簧一,若干弹簧一远离安装板的一端均安装有固定爪,两个安装壳体内部顶面之间安装有滑动安装板,滑动安装板底面等距安装有若干弹簧二。天眼查资料显示,武汉市新汇众新能源汽车科技有限公司,成立于2014年,位于武汉市,是一家以从事科技推广和应用服务业为主的企业。企业注册资本2000万人民币。通过天眼查大数据分析,武汉市新汇众新能源汽车科技有限公司参与招投标项目72次,专利信息1条,此外企业还拥有行政许可4个。
来源:金融界
“宜宾造”锂电池“下水” 至重庆果园港航线成功首航
10月25日,“千里轻舟”四川宜宾港—重庆果园港锂电池航线首航仪式在宜宾港国际集装箱码头3号泊位举行。此次首航由“重轮集3109”轮担任运输主力,船上装载着200个宜宾本地生产的锂电池包,共分装为5个集装箱,从宜宾港出发,沿长江干线水路运往重庆果园港,最终供给当地汽车工厂投入生产。当日下午2时,在简短的首航仪式后,随着一声悠长的汽笛划破江面,“重轮集3109”轮缓缓驶离宜宾港码头,在宜宾海事巡逻艇“海巡12275”船的伴航护航下,平稳驶入宜宾长江黄金水道,向着重庆果园港的方向进发。据了解,“千里轻舟”货运班轮依托三峡库区1000公里高等级航道体系和多元化船舶运力优势,以“铁公水”多式联运枢纽为节点,衔接长江经济带、西部陆海新通道和“一带一路”联动发展,是创新打造的具有重庆辨识度的航运服务品牌。该品牌围绕“轻、快、定、省、灵”核心特点,充分发挥水运在综合运输体系中的优势:突出小吨位轻量化运输特性,注重运输效率与快捷性,常态开行“五定”班轮(定港口、定航线、定班期、定时刻、定船舶),助力降低全社会物流成本,为区域经济产业高质量发展提供支撑。“本次首航的专线,是宜宾港与果园港积极响应国家‘发展绿色物流、优化运输结构’号召,服务‘碳达峰、碳中和’战略目标的具体行动,更是深化川渝物流合作、服务新能源产业发展的又一重要成果。”宜宾港相关负责人表示,该专线聚焦新能源汽车核心部件——锂电池运输,相较于传统公路运输,具备运能更大、路径更稳、排放更低的差异化优势:单批次可承载最大40标箱运量,经初步测算能实现碳排放降低约60%,可有效优化终端产品碳足迹,为川渝乃至整个西部地区绿色低碳产业发展注入强劲“水运动能”。“我们通过前期积极协调指导、事中优化监管服务,成功保障了该专线的顺利开通。”宜宾海事局相关负责人表示,该航线的开通将助推宜宾“动力电池、高端装备、新材料”等产业集群发展,加速“新三样”产业提质增效。
来源:新华社客户端
固态电池硬核技术突破把新能源出行的“未来”变成“现实”
固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向,在新能源汽车、低空经济等领域具备广阔的应用前景。针对这一前沿技术,我国科学家取得了一批新进展。近日,我国科学家成功攻克了全固态金属锂电池的“卡脖子”难关,让固态电池性能实现跨越式升级:以前100公斤电池顶多支持500千米续航,如今有望突破1000千米天花板。如今,我国多个科研团队纷纷出手,三大关键技术突破让“陶瓷板”和“橡皮泥”实现严丝合缝,有望解决固固界面的接触难题,彻底打通固态电池的续航瓶颈。第一是中国科学院物理研究所联合多家科研团队开发的“特殊胶水”——碘离子。在电池工作时,碘离子像交通警察一样,顺着电场跑到电极和电解质的接口处。主动吸引通行的锂离子过来,像流沙一样,哪里有小缝隙、小孔洞,就自动流过去填满。通过一番缝缝补补,电极和电解质就能自己贴得严严实实,从而突破了全固态电池走向实用的最大瓶颈。第二就是中国科学院金属所的“柔性变身术”。科学家用聚合材料给电解质打造了一副“骨架”,让电池像升级版保鲜膜一样抗拉耐拽。弯折2万次、拧成麻花状都完好无损,完全不怕日常变形。同时,在柔性骨架中加入一些“化学的小零件”,它们有的能让锂离子跑得更快,有的能额外“抓”住更多锂离子,直接让电池储电能力提升86%。第三就是清华大学的“氟力加固”。科研团队用含氟聚醚材料改造电解质,氟的“耐高压本事”极强,电极表面的“氟化物保护壳”能够防止高电压“击穿”电解质。这项技术在满电状态下经过针刺测试、120摄氏度高温箱测试都不会爆炸,可以确保安全和续航“双在线”。固态电池的硬核技术突破,正在把新能源出行的“未来”变成“现实”。
来源:央视新闻





