6月25日,美國固態(tài)電池廠商QuantumScape(以下簡(jiǎn)稱QS公司)股價(jià)上漲超30%。截至當(dāng)日收盤,QS市值約31.69億美元。
消息面上,QS公司于6月24日盤后宣布,成功將其Cobra(眼鏡蛇)隔膜工藝整合到標(biāo)準(zhǔn)電池生產(chǎn)線中,新工藝在生產(chǎn)速度和能效方面顯著提升,其中熱處理速度提高約25倍,同時(shí)大幅減少了設(shè)備占地面積。這標(biāo)志著QS公司在陶瓷隔膜制造領(lǐng)域的重大飛躍。
需要注意的是,全固態(tài)電池并不需要隔膜。真鋰研究院創(chuàng)始人墨柯對(duì)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者表示:“全固態(tài)不需要隔膜,或者說即使需要,也不是關(guān)鍵材料了。”
不過,星源材質(zhì)(300568.SZ,股價(jià)12.37元,市值166.12億元)董秘李昇告訴記者:“固態(tài)電池不需要隔膜,但是需要膜?!?/p>
固態(tài)電池技術(shù)大突破?
為何QS公司如此看重隔膜技術(shù)。記者查詢其官網(wǎng)了解到,QS公司固態(tài)電池技術(shù)的關(guān)鍵是固態(tài)陶瓷電解質(zhì)隔膜,這種材料可以防止負(fù)極和正極接觸,并在充電和放電過程中將鋰離子從電池的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)。固態(tài)電解質(zhì)運(yùn)行使用鋰金屬作為負(fù)極,這是地球上最輕的金屬,能量密度是當(dāng)今電池使用金屬的10倍。另外,陶瓷隔膜不可燃且不助燃,這使得其電池比傳統(tǒng)鋰離子電池更安全。
目前,固態(tài)電池主要分為半固態(tài)電池和全固態(tài)電池。半固態(tài)即使用液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì),全固態(tài)即全部使用固態(tài)電解質(zhì)。
由于半固態(tài)、全固態(tài)相對(duì)而言更加安全,所以可以使用能量密度更高的正極、負(fù)極材料。比如使用高鎳三元作為正極,使用硅基負(fù)極等。而為了追求能量密度,也可以進(jìn)一步把硅基負(fù)極替換成鋰金屬負(fù)極。
QS公司的產(chǎn)品正是固態(tài)鋰金屬電池。公司表示,固態(tài)鋰金屬電池是一種用固態(tài)隔膜取代傳統(tǒng)鋰離子電池中使用的聚合物隔膜的電池。更換隔膜后,可以將傳統(tǒng)鋰離子電池中使用的碳或硅負(fù)極替換為鋰金屬負(fù)極。鋰金屬負(fù)極比傳統(tǒng)負(fù)極能量密度更高,允許電池在相同體積中存儲(chǔ)更多的能量。
可以看出,隔膜技術(shù)是QS公司固態(tài)電池產(chǎn)品的關(guān)鍵。據(jù)了解,其隔膜材料是一種陶瓷,能夠滿足高導(dǎo)電性、鋰金屬穩(wěn)定性、抗枝晶形成和低界面阻抗等關(guān)鍵要求。這些是制造鋰金屬負(fù)極的關(guān)鍵要求,而鋰金屬負(fù)極又能實(shí)現(xiàn)高能量密度、快速充電和長壽命。
需要注意的是,目前A股上市公司星源材質(zhì)也在研發(fā)類似產(chǎn)品。公司董秘李昇告訴記者:“(公司與QS公司)技術(shù)思路是一樣的,通過柔性基材或者其他材料,輔助電解質(zhì)成膜。但大家用的材料不一定一樣,PP/PE(聚丙烯、聚乙烯)、纖維、熔噴布都有?!?/p>
在投資者互動(dòng)平臺(tái),星源材質(zhì)表示:“在剛性骨架方面,公司與中科深藍(lán)匯澤簽訂戰(zhàn)略合作,基于星源先進(jìn)的剛性骨架膜技術(shù),聯(lián)合開發(fā)可面向市場(chǎng)的固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)膜體系及高性能全固態(tài)電池。同時(shí),公司近日也與瑞固新材正式簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,共同開發(fā)高性能固體電解質(zhì)膜及相關(guān)產(chǎn)品,并推動(dòng)產(chǎn)品的商業(yè)化落地?!?/p>
電解質(zhì)膜并非傳統(tǒng)隔膜
事實(shí)上,全固態(tài)電池的終極路線是不需要隔膜的。那么,為什么QS公司的全固態(tài)電池會(huì)將隔膜作為核心技術(shù)?并且國內(nèi)隔膜頭部廠商星源材質(zhì)也在研發(fā)固態(tài)電解質(zhì)膜?
6月26日上午,《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者致電星源材質(zhì)董秘辦公室,其工作人員向記者介紹了公司固態(tài)電解質(zhì)膜,“固態(tài)電池有一些是半固態(tài),有一些是全固態(tài)。半固態(tài)不是完全固態(tài)電解質(zhì),也會(huì)有一些液態(tài),因此還需要隔膜去隔絕正負(fù)極的接觸,以防止短路。全固態(tài)理論上是不需要隔膜,但由于是全固態(tài),可能會(huì)導(dǎo)致電池的變形。因此,需要一個(gè)剛性骨架做支撐,所以(固態(tài)電解質(zhì)膜)屬于一種功能膜”。
星源材質(zhì)董秘李昇也解釋稱:“固態(tài)電池還是‘三明治’結(jié)構(gòu),直接把電解質(zhì)涂附在極片上,難度很高,良率非常低。所以需要一個(gè)單獨(dú)的電固態(tài)電解質(zhì)層。大家不同的技術(shù)路線,就是關(guān)于如何形成這一層固態(tài)電解質(zhì)層,通過用膜的方式來輔助成固態(tài)電解質(zhì)層,并且做到成本最低,加工難度最低?!?/p>
或是因正在研發(fā)的產(chǎn)品與QS公司類似,星源材質(zhì)也受到資本市場(chǎng)的關(guān)注。6月26日,星源材質(zhì)漲幅一度超過17%。截至收盤報(bào)12.37元/股,上漲10.55%。
不過,在墨柯看來,輔助形成電解質(zhì)層也并非核心技術(shù)。其表示:“需要解決的核心技術(shù)還有很多,比如說干法極片?!?/p>