瞻觀前沿

韓國浦項科技大學材料科學與工程系研究團隊成功開發(fā)出一種高容量、高效率的全固態(tài)鈉空氣電池，無須特殊設備就能可逆地利用鈉(Na)和空氣。相關論文發(fā)表在最新一期《自然通訊》雜志上。在本研究中，團隊使用了一種名為NASICON的固體電解質(zhì)。NASICON由鈉、硅(Si)和鋯(Zr)等元素組成，能在固體中進行離子移動，同時表現(xiàn)出很高的電化學性能和化學穩(wěn)定性，有效解決了碳酸鹽堵塞問題。

利用這種固體電解質(zhì)可使鈉金屬電極免受空氣影響，并促進碳酸鹽分解，無須額外特殊設備來過濾氧氣。碳酸鹽參與的可逆電化學反應可提高工作電壓，從而提高電池的能量密度，同時顯著降低充電和放電過程中的電壓間隙，提高了能源效率。

研究人員表示，這種基于固體電解質(zhì)的電池平臺可在環(huán)境條件下保持穩(wěn)定，提供寬電壓范圍，有望引領全固態(tài)金屬-空氣電池步入下一代。

圖片來源：物理學家組織網(wǎng)

技術價值觀察

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈上游包括原料礦產(chǎn)、機械設備以及基礎材料，兩者主要的區(qū)別在于負極材料和電解質(zhì)的種類，正極材料方面幾乎一致，若完全發(fā)展至全固態(tài)電池，隔膜也完全被替換。產(chǎn)業(yè)鏈中游為電池包的加工制備過程，產(chǎn)業(yè)鏈下游應用領域包括新能源汽車、儲能系統(tǒng)、消費電子等。

韓國研究團隊成功開發(fā)出全固態(tài)鈉空氣電池，有效解決了碳酸鹽堵塞問題。因此，從固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈上看，該技術處于產(chǎn)業(yè)鏈的上中游環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

——固態(tài)電池分類

按照固態(tài)電池液體電解質(zhì)含量、電解質(zhì)材料、正負極材料類型，固態(tài)電池可以分為以下幾大類：

——固態(tài)電池供需情況

目前，全固態(tài)電解質(zhì)鋰動力電池存在的技術難點問題包括固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導率偏低問題、固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差問題、金屬鋰的可充性問題等。根據(jù)IEA初步預計，到2025年，固態(tài)電池技術將實現(xiàn)商業(yè)化。

總結(jié)分析固態(tài)電池三大需求領域情況如下：

——固態(tài)電池企業(yè)競爭情況

近幾年越來越多的企業(yè)已經(jīng)參與固態(tài)電池市場布局，參與主體包括中科院化學所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機構(gòu)，贛鋒鋰業(yè)、寧德時代等電池企業(yè);更有其他領域企業(yè)看好固體電池跨界投資，如以汽車零部件為主的萬向集團、新能源汽車比亞迪等。

我國企業(yè)在固態(tài)電池的研究上主要是以硫化物電解質(zhì)技術和氧化物電解質(zhì)技術兩種路線為主，聚合物電解質(zhì)技術路線的非常少。其中硫化物電解質(zhì)技術路線的企業(yè)主要的代表有寧德時代，氧化物電解質(zhì)技術路線的代表企業(yè)主要有贛鋒鋰業(yè)、清陶發(fā)展、輝能科技等。

——固態(tài)電池滲透率預測

預計，固態(tài)電池將率先在動力電池、消費電池、儲能等領域得到應用。到2030年，固態(tài)電池在上述三大領域的整體滲透率將達到8.8%左右。

中國固態(tài)電池技術賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與固態(tài)電池關鍵技術強關聯(lián)的城市集群主要集中在華南和華北地區(qū)，并且以深圳、北京市為重點發(fā)展區(qū)域，未來布局固態(tài)電池技術及其他相關技術的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南、華北地區(qū)優(yōu)先導入，其中可重點關注廣東省深圳市龍華區(qū)、北京市順義區(qū)所處固態(tài)電池的相關企業(yè)，以及該地方對于固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場的潛力空間。

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