固态电池技术突破:硫化物固态电池引领新能源车行业新潮流
担负着当前锂电池创新突破的固态电池,在经历了四年的“不温不火”之后,又重新燃起了热情。相关概念连日来已跃上资本市场主线。该板块频繁出现上涨、涨停潮,而在此期间,诞生了很多个股,涨幅翻倍。
随着传统液态锂电池技术迭代已至瓶颈,新能源汽车产业即将再次点亮“科技树”,有业内人士指出,全固态电池有望加速后续产业化由于它们具有高能量密度和高安全性的优点。发展。硫化物固态电池因其高离子电导率和低杨氏模量而被大多数企业视为重点研发路线。
在近日举行的机构投资者交流会上,孚能科技介绍,公司硫化物全固态电池已进入产品产业化开发阶段,产品、工艺和生产设备均在研发中。硫化物固态电池沿用了公司完善的叠层软包电池制备工艺和设备。正极采用高镍三元,负极采用高硅负极/金属锂,能量密度超过400Wh/kg的固态电池已进入实际测试阶段。核心循环稳定。该公司透露:“孚能科技的固态电池计划于2025年进行规模化验证。”
除了技术赛道卡壳之外,在应用端,“低空经济”也成为军事家必须争夺的“蓝海”。相关文件明确提出,到2030年市场规模将达到万亿级。以飞行汽车为例,其装备的主要核心部件动力电池与电动汽车的技术方向一致。因此,汽车产业链可以为飞机的大规模、低成本发展提供可能。目前,孚能科技应用于飞行汽车的动力电池能量密度可达到285Wh/kg。已与国际知名飞行汽车厂商达成合作并成功交付产品。这一业务的广阔空间也为孚能科技开启了新的机遇。增长前景。
新能源兵家必争之地,卡在固态电池赛道上
在新能源汽车领域,电池技术创新是行业发展的核心驱动力。随着行业成为红海,固态电池成为各大厂商争夺的新赛道。
固态电池,顾名思义,就是使用固体电解质的电池。传统液态锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键元件组成。固态电池用固体电解质替代传统液体锂电池中的液体电解质和隔膜,并采用新型正负极材料。
据了解,新材料、新技术的应用将使固态电池在更小的尺寸下具备高安全性、高能量密度、更快的充放电速度以及对温度的高适应性。其中,仅大幅降低电池泄漏和爆炸风险的优势就足以改写新能源汽车的价值。因此,固态电池已成为公认的下一代电池的首选。日本、韩国、欧美等国家已将固态电池的发展置于国家产业战略的高度。
从技术路线来看,硫化物全固态电池被视为重点研发路线。全球许多公司都选择硫化物作为未来全固态电池的关键材料。有研究报告认为,全固态电池凭借其高能量密度和高安全性的优势。 ,后续产业化有望加速发展。硫化物固态电池因其高离子电导率和低杨氏模量而被大多数企业视为重点研发路线。
这一理论与孚能科技的技术路线完美契合。据了解,孚能科技的硫化物全固态电池已进入产品产业化开发阶段,产品、工艺和生产设备均在研发中。
在近日举行的机构投资者交流会上,孚能科技表示,在全固态电池方面,公司在硫化物和复合路线上均取得重大突破,其中硫化物全固态电池已进入产业化阶段。产品的开发阶段。 、产品技术、生产工艺、生产设备都在开发中。该硫化物固态电池沿袭孚能完善的叠片软包电池制备工艺和设备,采用高镍三元正极、高硅负极和锂金属负极。能量密度超过400Wh/kg。固态电池已进入实际测试阶段。电芯循环稳定,安全性大幅提升,具备电芯级热质控自关断能力。
同时,孚能科技还在研发基于氧化物/聚合物体系的全固态电池,采用锂金属负极和高镍正极,能量密度高达500Wh/kg,电池电量极低工作压力。目前已开发出与锂金属负极和高镍正极兼容的复合电解质材料,并开发出独特的电解质层工艺,实现超薄电解质层的高效制备。
该公司透露:“孚能科技的固态电池计划于2025年进行规模化验证。”
另外,孚能科技目前广州和赣州两个基地规划拥有30G瓦时产能,但据介绍,在做固态电池时,随着电池能量的增加,产能也会相应增加,而同一条工厂生产线可能能够达到45G瓦时甚至60G瓦时。
“软封装封装形式对固态电池天然兼容和友好,能够更好地控制膨胀、延长周期。孚能之前的工厂可以无缝切换到半固态生产,现有的设备和软封装、堆叠芯片该工艺可直接用于固态技术,系统开发成功后,可利用现有产能升级为固态电池。”
半固态电池也取得进展
在固态电池出现的前夕,孚能科技在半固态电池领域也取得了巨大的成就。公司研发的第一代半固态电池采用凝胶固化电解质技术,能量密度高达280-300瓦时/公斤。可用1毫米钢针刺破,不着火、不燃烧。该电池已于2022年量产并搭载于车辆,并得到东风、广汽、吉利及众多海外客户的认可。
即将量产的第二代半固态电池采用新型氧化物聚合物固体电解质涂层和致密化技术,提高高镍三元高能量密度锂离子动力电池的安全性,减少固态界面阻抗,提高锂离子迁移能力。其能量密度达到330瓦时/公斤,快充能力超过3C,循环寿命超过4000次,续驶里程预计超过100万公里,低温性能优异。在-20度下仍能保持90%的能量密度,获得高端乘用车和低空经济领域领先客户的认可,已完成DV和PV测试,正在准备小批量生产。
目前,公司正在研发的第三代半固态电池引入了高电导率固体电解质快离子环技术、超高镍正负极材料表面固化技术、负极膨胀抑制技术,大大降低了电解液量并改善正极材料。具有热稳定性和安全性,能量密度可达400瓦时/千克。目前正在进行车规级认证和产业开发。
孚能科技表示:“从长远来看,如果固态电池的成本不下降到液态电池的水平,固态、液态、半固态电池将并存,固态用于高终端产品和日常用液体;半固体将作为过渡产品,也是科学研究的必要阶段。”
抢占下一个蓝海?
除了新能源汽车,“低空经济”也成为电池厂商争夺的“蓝海”。
今年“低空经济”首次纳入政府工作报告后,工业和信息化部、科技部、财政部、民航局联合发布3月底印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》。明确提出到2030年,低空经济达到万亿级市场规模,并制定了5项重点任务和20项具体工作安排。
那么,爆发性的“低空经济”到底是什么?
所谓低空经济,是指在1000米以下(可延伸至3000米)低空空域,围绕各种有人、无人机的低空飞行活动及相关服务和技术而形成的经济体系;低空经济是指垂直高度小于1000米,并根据实际需要延伸至不超过3000米。低空空域是主要活动区域,以无人机、直升机、电动垂直起降飞机(eVTOL,即“飞行汽车”)、热气球等垂直起降飞机和无人机为载体以载人驱动、货物装载等作业等多场景低空飞行活动,将促进相关领域经济一体化发展。
低空经济覆盖产业链上、中、下游,形成完整的产业体系。其中,eVTOL可以说是整个低空经济版图上最“出圈”的赛道。
从技术角度看,飞行汽车产业链的建设涉及能源动力、飞控系统、导航监控、主机制造等细分供应链,尤其是主要核心部件——动力电池。占成本60%的飞行汽车核心部件与电动汽车的技术方向一致。因此,汽车产业链可以为飞机的大规模、低成本发展提供可能。
据孚能科技披露的信息,通过搭载孚能科技高能量密度三元软包动力电池,该电动飞机可实现能量密度285Wh/kg、最高时速320km/h、最大单次巡航250公里,还有一架电动飞机。核心可实现10000次以上的工作循环。
回顾孚能科技的布局,公司2017年完成了关键技术开发,2020年完成了样品供应和认证,2022年完成了第一代产品的交付和第二代产品体系的验证。从研发到量产再到商业交付的整个过程。特别值得一提的是,2023年,搭载孚能科技第一代eVTOL动力电池的电动飞机实现全球首次商业交付,标志着孚能科技在低空经济领域取得里程碑式的成就。
孚能科技量产装机的第一代电动垂直起降半固态电芯,能量密度285Wh/kg,充电时间20分钟,最大长脉冲功率7C,低温容量保持率高负20摄氏度时可达90%,可满足飞机紧急迫降需求,并具有相当大的安全冗余储备功率。搭载相应产品的eVTOL最高时速可达320km/h,最大单次巡航可达250km,并经过超过10000次飞行工况循环测试。
最新消息显示,孚能科技第二代eVTOL半固态电池电芯即将进入小批量量产阶段。电芯能量密度提升至320Wh/kg,快充时间缩短至15分钟,长脉冲功率高达10C。配备相应的电池。 eVTOL最大起飞重量超过2.4吨,有效载荷近半吨,可搭载5人。第二代+版本的eVTOL电池预计将于2026年量产,能量密度大于350Wh/kg。同时,用于物流、植保等无人机的多种半固态电池也有望在此时左右投产。
此外,正在研发的第三代eVTOL半固态和全固态电池的能量密度将达到400Wh/kg,目前各项测试正在有序进行。
财务业绩的曙光出现
10月31日,孚能科技发布2024年第三季度报告,公司前三季度营业收入92.12亿元,同比下降17.98%;归属于母公司净利润-3.04亿元,归属于母公司净利润-3.18亿元,亏损规模同比大幅收窄。
值得注意的是,公司前三季度毛利润达到12.58亿元,同比大幅增长228%,毛利率也提升至13.66%。这一结果表明公司在成本控制和生产效率提升方面取得了良好的成效。一季报称,报告期内,前期高价库存影响消除,降本增效效果显着,因此毛利率大幅提升。
此外,截至2024年9月30日,孚能科技股东总数为2.16万户,较上季度(6月30日)减少377户,减少1.71%,连续2个季度减少。
值得注意的是,孚能科技同时公告称,拟将吉利科技集团有限公司的联营公司耀能新能源(赣州)有限公司46.55%的股权转让给浙江耀能新能源。有限公司,成交价格1024.1万元。作为合作模式调整的一部分,耀能新能源将继续作为独立公司与孚能科技合作。同时,吉利科技或其关联公司与孚能科技同意在飞行动力领域开展项目战略合作。
从财务数据来看,耀能新能源仍处于亏损状态。这种“脱节”将有助于公司专注于主营业务。
此外,随着国内市场增长趋于饱和,各锂电池企业纷纷将目光投向海外扩张,但过程并非一帆风顺。今年上半年,大多数同类企业都面临海外营收下滑的局面,但孚能科技却逆势增长。 2024年上半年,其海外业务收入达52.16亿元,同比增长24.34%,海外表现良好。
在行业内,孚能科技始终走在中国海外业务的前列,是最早在海外建厂的企业之一。近年来,海外业务收入占比持续增长,从2020年的22.26%增至2024年上半年的74.79%,成为公司主要收入来源。
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