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   第5版:中国石化报05版
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固态电池核心材料发展趋势

2025年08月13日 来源: 中国石化报  作者:
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    ?正极:短期优化三元高镍/铁锂体系,并向富锂锰基材料为代表的新型体系迭代。

    ?负极:中短期向硅基负极发展,长期有望切换至锂金属。

    ?隔膜:半固态电池中保留,全固态中或被取消。

    ?电解质:氧化物、硫化物、聚合物为主流技术路线,卤化物尚处于实验验证阶段。

    固态电解质技术路线呈现多样化的发展局面,但最终路线尚无定论。目前,固态电解质主要包含氧化物、硫化物、聚合物和卤化物四种技术路线,其中,卤化物尚处于实验验证阶段,以前三种作为主流技术路线。2024年,我国聚合物和氧化物电解质出货量占比超过98%,仅少量使用硫化物和卤化物。

    由于技术路线各有利弊,技术发展不确定性较强,最终路线尚无定论。日本、韩国以硫化物全固态路线为主;欧美以初创企业领先多样化技术路线发展;国内则采用半固态技术到全固态技术的开发策略,超过60%的企业布局两种乃至三种技术路线,只布局一种技术路线的企业相对较少,核心原因是目前固态电池技术路线尚未确定。

    具体来看,氧化物、聚合物路线在半固态领域发展较快,离子导电率高的硫化物未来很有可能成为全固态电池的主流路线,我国现仍处于电池原型验证、材料开发阶段。当前,我国固态电解质厂商大多聚焦氧化物路线,也有部分国内企业与国外企业在布局硫化物固态电解质,但各家规划其规模化量产时间基本在2027年后。

    除固态电解质外,业内对固态电池核心材料发展趋势基本达成共识。

    正极方面,短期内沿用现有三元高镍/铁锂体系,同时通过单晶化、氧化物包裹、金属掺杂等手段进一步提升电池能量密度。在固态电池各方技术逐渐成熟后,正极材料预计向以富锂锰基正极材料为代表的新型体系进一步迭代。相对三元高镍材料,富锂锰基材料具有更高电压平台、更高克容量,更适用于固态电池。同时,富锂锰基材料以较便宜的锰元素为主,贵重金属含量少,成本更低且安全性更好。目前,国内容百科技等正极材料企业实现富锂锰基材料的小批量出货,产业化进展有望持续推进。

    负极方面,随着石墨负极接近理论比容量,为进一步提高固态电池能量密度,将驱动负极向高比容量迭代,中短期向以硅碳、硅氧为代表的硅基负极发展,应用在半固态、准固态锂电池中;长期有望切换至锂金属,目前,美国、日本等固态电池领先企业均已布局锂金属负极,但由于用锂安全等问题,距成熟稳定量产还有较长距离。

    隔膜方面,在半固态电池中,隔膜仍需被用于防止正负极接触短路,并作为载体表面涂覆氧化物或者复合固态电解质;在全固态电池中,全固态电解质可充当隔膜功能,因此不易发生短路,隔膜面临潜在被取消的风险。目前,美国固态电池龙头企业Solid Power第一代全固态电池已取消隔膜。

 

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