核心技术突破 - 中国科学院物理研究所黄学杰团队开发出阴离子调控技术 解决了全固态金属锂电池中电解质和锂电极之间的固固界面接触难题 [1] - 该技术通过在电解质中引入碘离子 使其在电场作用下迁移至电极界面形成富碘界面 自动填充缝隙和孔洞 实现电极和电解质的紧密贴合 [4] - 该革新是在电解质中预置可迁移阴离子 利用充放电电场使其定向迁移 原位生长出自适应富锂界面 即使在低压、零外压环境下也能长期贴合与自修复 [4] - 此项成果为硫化物电解质解决固固界面问题提供了解法 是推进全固态电池工程化应用的全球共性挑战的关键技术支撑 [1][5][7] 固态电池技术路径与优势 - 与传统的液态锂电池相比 固态电池在固态电解质、负极材料及正极复合结构三方面均存在革新 其中固态电解质的更换是核心 [3] - 固态电解质很大程度上可以解决安全性问题 而负极材料尤其是硅碳负极和锂金属负极的应用能大幅提升能量密度 [3] - 硫化物电解质因离子电导率接近液态电解质 成为全固态电池主流路线 但固固界面是阻碍其产业化的主要难题 [5] - 对于氧化物和聚合物路线 主要通过复合原位固化全固态应对固固界面接触问题 不需要解决压力 但仍需优化 [13] 产业链机遇与挑战 - 固态电池产业链上游材料设备呈现国内厂商主导量产、国外厂商把控核心技术的竞争格局 设备中后端强、前端弱 [12] - 硫化物电解质设备国内厂商包括先导智能、赢合科技等 国外厂商包括日本住友重工、德国Manz AG等 [12] - 硅碳负极设备中 CVD与预锂化是技术制高点 国内厂商如纽姆特、北方华创正在快速替代 [13] - 固态电池尚未实现量产 未进入规模降本阶段 替代同等容量液态电池可能导致整车价格大幅提高 [12] - 在无人机、机器人等需要高能量密度、轻量化及低温性能良好的场景中 固态电池优势明显 将逐步打开需求 [12] 企业研发与布局 - 天齐锂业创新实验研究院院长刘杨认为 该研究成果解决了固态电池工程化的一个关键问题 对公司布局固态电池及相关原材料是积极消息 [7][8] - 天齐锂业早在去年初就对含碘元素锂盐进行调研和立项研发 持续更新技术信息以进行前沿布局 [8] - 硫化锂的制备是另一大挑战 其生产路径如爆炸反应、碳热还原法存在高温高压、易产生硫化氢气体等弊端 限制了大规模生产 [10] - 天齐锂业探索采用浆态还原法新技术 希望开拓中低温合成条件下硫化锂合成反应的可行性 以利于连续化生产 [10]