Q：最近頭部電子廠開始將資源投入固態(tài)電池領(lǐng)域，您對(duì)此有何看法？

A：從研發(fā)角度看，硫化物和聚合物是固態(tài)電池的兩條主要技術(shù)路線。硫化物在接觸現(xiàn)象上可能率先取得突破，而聚合物受限于離子導(dǎo)電率，在全固態(tài)電池方面還面臨挑戰(zhàn)。華為等企業(yè)申請(qǐng)了硫化物電解質(zhì)相關(guān)的專利，但這并不意味著硫化物在行業(yè)中有特別重要的進(jìn)展。

Q：國內(nèi)在硫化物路線方面的進(jìn)展如何？

A：國內(nèi)企業(yè)在硫化物領(lǐng)域也有較大進(jìn)展，例如我們所在單位集團(tuán)就有公司在生產(chǎn)硫化鋰，且出貨量在國內(nèi)乃至國際上都處于較大規(guī)模。國內(nèi)有幾家公司在推進(jìn)硫化物的研發(fā)和生產(chǎn)，并且隨著大化工企業(yè)進(jìn)入，未來成本和技術(shù)壁壘可能會(huì)降低。

Q：目前固態(tài)電池的發(fā)展情況如何？

A：自2024年以來，固態(tài)電池技術(shù)體系進(jìn)步顯著，尤其是材料端，國內(nèi)多個(gè)大型材料廠已能研發(fā)出性能優(yōu)異、符合國家項(xiàng)目指標(biāo)的硫化物證據(jù)材料，同時(shí)電解質(zhì)材料的價(jià)格大幅下降，性能大幅提升，硅碳負(fù)極等材料也在加速研發(fā)進(jìn)程，多家企業(yè)已能制造出原型電池。

Q：硫化物路線是否是主流技術(shù)路線，其兌現(xiàn)難度有多大？

A：硫化物路線被認(rèn)為是主流技術(shù)路線，至少占據(jù)70%以上市場份額。雖然硫化物也有許多難點(diǎn)，尤其是壓力平衡問題，但預(yù)計(jì)未來幾年內(nèi)技術(shù)路線會(huì)趨于一致，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)仍存在不確定性，尤其是在消費(fèi)電子產(chǎn)品和動(dòng)力電池領(lǐng)域。

Q：對(duì)于硫化物制備過程中對(duì)壓力和空氣、水分敏感的問題，如何從電池角度解決？

A：硫化物體系的壓力問題主要源于負(fù)極體積膨脹導(dǎo)致界面剝離，目前整個(gè)行業(yè)都在嘗試各種技術(shù)方案，如緩沖設(shè)計(jì)、復(fù)合負(fù)極、無鋰負(fù)極等，但尚未找到完全解決該問題的方法。至于空氣和水分敏感性，電池包內(nèi)已有多種傳感器監(jiān)測環(huán)境條件，若有硫化氫釋放，電池包會(huì)有檢測并報(bào)警，以確保安全。

Q：如果電池包損壞，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成什么影響？

A：電池包損壞后確實(shí)會(huì)給周圍環(huán)境帶來較大影響，但目前的傳感器和技術(shù)應(yīng)該能夠防止人員直接中毒。不過，水和空氣對(duì)電池包也較為敏感，在工程上實(shí)現(xiàn)防護(hù)并控制成本是可能的。

Q：液態(tài)與固態(tài)電池在生產(chǎn)過程中的能耗差異有多大？

A：液態(tài)電池生產(chǎn)時(shí)大約需要30-40度電，而固態(tài)電池可能需要-50到-60度電，能耗增加幾倍。此外，固態(tài)電池可能采用局部惰性氣氛保護(hù)，但目前這項(xiàng)技術(shù)還未達(dá)到商業(yè)化程度，無法評(píng)測其能耗和成本優(yōu)勢。

Q：硅碳負(fù)極在固態(tài)電池技術(shù)路線中的前景如何？

A：硅碳負(fù)極在固態(tài)電池技術(shù)路線上相對(duì)比較確定，但也不能完全排除液態(tài)鋰金屬的應(yīng)用可能性。盡管液態(tài)鋰金屬尚未解決的問題在固態(tài)中同樣存在，如加工、安全等問題，但鋰金屬因其能量密度高而備受關(guān)注。

Q：現(xiàn)階段價(jià)格方面，硫化鋰從每公斤10萬降至1萬，明年會(huì)更低嗎？

A：明年硫化鋰的價(jià)格預(yù)計(jì)會(huì)繼續(xù)下降，至少能再降低一半或一半以下，因?yàn)殡S著產(chǎn)量大幅增加，市場需求量將大幅度增長，目前已有企業(yè)產(chǎn)能從幾百噸提升到幾千噸級(jí)別。

Q：硫化鋰的主要原材料來源及技術(shù)路線有哪些？

A：硫化鋰可通過鋰金屬與硫反應(yīng)或硫酸鋰與特定物質(zhì)反應(yīng)得到，其中用鋰金屬和硫反應(yīng)的質(zhì)量純度較高，但成本也相對(duì)較高。而用硫酸鋰和碳還原的方法成本較低，但純度控制相對(duì)困難。

Q：固態(tài)電池中正極材料與液態(tài)電池有何不同要求？

A：固態(tài)電池對(duì)正極材料有更高要求，通常采用高鎳含量的三元材料以實(shí)現(xiàn)更高容量和能量密度，并且需要對(duì)正極材料進(jìn)行包覆處理，以解決與硫化物之間的副反應(yīng)問題。同時(shí)，固態(tài)電池正負(fù)極的導(dǎo)電劑和連接劑種類可能與液態(tài)電池有所不同，目前多采用單晶材料，而液態(tài)電池則混用多晶和單晶材料。

Q：在固態(tài)電池中，正極的連接性和液態(tài)電池有何不同？

A：在固態(tài)電池中，正極連接性與液態(tài)電池有所不同，主要體現(xiàn)在使用的溶劑上。液態(tài)電池中通常使用PVDF作為正極材料，并配合AMP等溶劑，而固態(tài)電池則需選用非急性、低急性溶劑，如脂類、醇類、酮類或含硅類等。同時(shí)，對(duì)于粘結(jié)劑的選擇，雖然正負(fù)極通用性較強(qiáng)，但目前常用的橡膠類粘結(jié)劑如SDR、NBR等，在固態(tài)電池中也需根據(jù)新溶劑特性重新匹配。

Q：目前正極粘結(jié)劑的供應(yīng)商是哪些？

A：正極粘結(jié)劑目前多采用化工原材料生產(chǎn)，如SDR、NBR等，在液態(tài)電池中也有所應(yīng)用，但在固態(tài)電池領(lǐng)域，可能更多依賴于能夠適應(yīng)其獨(dú)特環(huán)境的供應(yīng)商。不過，具體哪些供應(yīng)商能夠提供符合固態(tài)電池要求的粘結(jié)劑并不明確，需要進(jìn)一步研發(fā)和篩選。

Q：電解質(zhì)粘結(jié)劑的選擇有何注意事項(xiàng)？

A：電解質(zhì)粘結(jié)劑的選擇關(guān)鍵在于其與電解質(zhì)之間不能發(fā)生反應(yīng)，必須先選定不會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)失效或產(chǎn)生副作用的溶劑，再基于此溶劑去適配合適的粘結(jié)劑。目前行業(yè)尚未定型統(tǒng)一的溶劑標(biāo)準(zhǔn)，各家都在研發(fā)階段，主要還是依據(jù)對(duì)電解質(zhì)的兼容性和穩(wěn)定性來選擇粘結(jié)劑。

Q：正極的用量大概是多少？

A：正極的用量在保持相同電量的情況下，隨著電池容量的提升（例如從1G瓦時(shí)提升至1.1或1.2G瓦時(shí)），正極的用量可能會(huì)有所減少，但總體而言，正常電量下正極用量與液態(tài)電池相當(dāng)，大約在1900到2000噸上下。

Q：負(fù)極的用量大概是多少？

A：負(fù)極的用量變化較大，取決于所選用的材料類型，如石墨、硅碳等。如果使用石墨作為負(fù)極材料，其用量大約是正極的一半；若使用硅碳材料，負(fù)極用量可能是正極用量的15分之1或更少，具體比例取決于負(fù)極材料的容量大小。

Q：硅碳材料目前的價(jià)格情況如何？

A：硅碳材料作為正極替代品，價(jià)格相對(duì)較高，尤其是沉積硅（CVD法）和硅碳，由于制備工藝特殊且原材料成本較高，導(dǎo)致其價(jià)格較現(xiàn)有正極材料昂貴很多。而且，這類新材料產(chǎn)能尚未大規(guī)模提升，市場占有率受限，價(jià)格難以準(zhǔn)確估算。

Q：固態(tài)電池中使用的硫化鋰價(jià)格應(yīng)該合理定位在什么水平？

A：根據(jù)目前產(chǎn)業(yè)鏈狀況及材料成本分析，硫化鋰的價(jià)格理論上應(yīng)該接近甚至略高于碳酸鋰價(jià)格，因?yàn)殡m然硫化鋰中鋰含量較少，但整個(gè)電解質(zhì)體系中鋰的成本占據(jù)主導(dǎo)地位。不過，實(shí)際價(jià)格還需考慮加工費(fèi)等因素，并且考慮到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟，最終價(jià)格可能會(huì)有所波動(dòng)。

Q：目前來看，哪種電池最有希望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化？固態(tài)電池成型過程中需要什么特殊工藝？

A：我認(rèn)為軟包電池是最有希望的。如果未來能夠?qū)⒐虘B(tài)電池的壓力降至與液態(tài)電池相當(dāng)?shù)某潭?，那么軟包電池也有可能投入使用。在固態(tài)電池最后成型時(shí)，需要大約500兆帕至600兆帕的巨大壓力，就像壓縮餅干一樣，將正極、負(fù)極和電解質(zhì)等材料壓在一起。

Q：鋁塑膜在固態(tài)電池中的使用是否會(huì)有所變化？

A：是的，鋁塑膜在固態(tài)電池中的用量可能會(huì)受到能量密度的影響。能量密度越高，可能使用的鋁塑膜會(huì)更少，因?yàn)檫@些材料對(duì)空氣敏感，在儲(chǔ)存過程中可能會(huì)增加用量。

Q：干電極的概念是什么？干法電極的優(yōu)勢以及其在固態(tài)電池中的應(yīng)用情況如何？

A：干電極是一種在制備電極過程中不需要容器的工藝，最初由特斯拉通過收購麥克威爾公司獲得相關(guān)專利，并在4680電池中開始應(yīng)用。干法電極通過高速攪拌將PTFE粘接劑與石墨和導(dǎo)電劑混合制成絲狀結(jié)構(gòu)，然后通過滾壓制成電極，這樣可以降低成本。干法電極的優(yōu)勢在于省去了傳統(tǒng)濕法電極所需的溶劑和容器，避免了能耗高、占地面積大以及AMP回收等問題，從而降低成本。在固態(tài)電池領(lǐng)域，干法電極同樣有其優(yōu)勢，無需溶劑，不會(huì)使用有害物質(zhì)，有利于環(huán)保和安全生產(chǎn)。目前，不僅特斯拉在推干法電極技術(shù)，國內(nèi)外其他公司在固態(tài)電池研發(fā)中也在布局這一技術(shù)路線。

Q：干法電極的核心設(shè)備有哪些？

A：干法電極的核心設(shè)備主要包括纖維化設(shè)備（將粘結(jié)劑制成絲狀）和疊片機(jī)（將正負(fù)極材料和已轉(zhuǎn)移印花的隔膜精確疊合）。目前，國內(nèi)和國際上有多個(gè)廠商可以提供這些關(guān)鍵材料和部分核心設(shè)備。

Q：在固態(tài)電池制造中，涂布機(jī)有哪些需要改進(jìn)的地方？

A：涂布機(jī)在固態(tài)電池制造中需進(jìn)行腐蝕防護(hù)改善和安全風(fēng)險(xiǎn)改進(jìn)，因?yàn)槭褂玫娜軇┤缌蚧瘹浜屯闊N類物質(zhì)具有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。此外，固態(tài)電池對(duì)涂布精度要求更高，不同于液態(tài)電池，電線振膜需要達(dá)到20微米至30微米的厚度，這對(duì)涂布機(jī)的精度提出了挑戰(zhàn)。

Q：電解質(zhì)涂布環(huán)節(jié)目前面臨哪些挑戰(zhàn)和現(xiàn)狀？

A：目前主流技術(shù)路線仍然采用徒步工藝，而電解質(zhì)涂布環(huán)節(jié)由于需要新增涂布設(shè)備，且目前市場上沒有現(xiàn)成的適用于固態(tài)電池的涂布設(shè)備，大部分廠家不愿意購買，可能自行研發(fā)或改造現(xiàn)有設(shè)備。設(shè)備改造主要包括冷卻系統(tǒng)和回收系統(tǒng)，因?yàn)楣虘B(tài)電解質(zhì)與液態(tài)電解質(zhì)的成分不同，其固點(diǎn)和冷凝點(diǎn)也不同，因此回收方式和回收物性質(zhì)都會(huì)改變。

Q：固態(tài)電池中電解質(zhì)膜是如何成型的？

A：電解質(zhì)膜的成型工藝與正極類似，都需要經(jīng)過混料、添加粘接劑和溶劑，然后再進(jìn)行涂布和轉(zhuǎn)印過程。電解質(zhì)膜是涂布到一個(gè)載體上，之后再轉(zhuǎn)運(yùn)到負(fù)極上，整個(gè)過程與正極工藝相似但成分相對(duì)簡單。

Q：在濕法工藝下，正極和負(fù)極涂布精度是否需要提高？

A：在固態(tài)電池中，涂布精度確實(shí)需要提高，因?yàn)楣虘B(tài)電池對(duì)電極厚度控制更為嚴(yán)格，要求中間厚兩邊薄，以避免在電池成型時(shí)受力不均導(dǎo)致電池性能問題。

Q：疊片過程中，固態(tài)電池有哪些特殊要求？

A：疊片過程中，固態(tài)電池需特別注意邊緣無隔膜部分的錯(cuò)位問題，防止短路。另外，由于固態(tài)電池內(nèi)部沒有電解液和隔膜，對(duì)機(jī)械手夾取和疊片精度要求極高，負(fù)極比正極稍大一些，可能導(dǎo)致在疊片后邊緣受力不均，需要采取特殊處理措施。

Q：對(duì)于未來幾年固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度及裝車目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)？

A：雖然裝車技術(shù)上可行，但裝車數(shù)量達(dá)到1000輛車的目標(biāo)可能難以實(shí)現(xiàn)，成本較高且存在一定風(fēng)險(xiǎn)。如果僅作為示范項(xiàng)目，裝50輛左右可能是可接受的范圍，實(shí)現(xiàn)裝車的時(shí)間可能會(huì)提前，關(guān)鍵在于整個(gè)行業(yè)是否能共同推進(jìn)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。

Q：目前原型固態(tài)電池在哪些性能方面表現(xiàn)較短板？

A：目前原型固態(tài)電池在循環(huán)性能、倍率性能以及能量密度等方面表現(xiàn)一般，相比液態(tài)電池還有較大差距，但在高溫性能上具有一定優(yōu)勢。優(yōu)化方向包括材料體系改進(jìn)和工藝優(yōu)化，尤其是在正負(fù)極材料和電解質(zhì)材料上，以及加工過程自動(dòng)化程度提升和生產(chǎn)環(huán)境惰性化處理等方面。$有研新材(SH600206)$ $粵桂股份(SZ000833)$ $東方鋯業(yè)(SZ002167)$