“Innobeson”固态电池领域的一匹黑马
随着下游应用领域的不断拓展和需求的不断增加，对锂电池行业提出了越来越高的要求，锂电池技术也不断完善，向着更高的比能量和安全性迈进。从锂电池技术的发展路径来看，液态锂电池所能达到的能量密度已经逐渐接近极限。固态锂电池具有高安全性、高能量密度、高循环寿命、宽温工作环境等优点，将是后锂电池时代发展的必由之路。我国实现“3060”双碳目标的政策要求，以及新能源汽车动力系统和储能系统两大应用领域安全固态电池的消费，正在形成巨大的市场需求。
从国家动力电池政策来看，2019年2月，我国发布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》(征求意见稿)，提出了加强固态电池发展和产业化的要求，首次将固态电池上升到国家层面。2020年6月2日，165438+国务院办公厅正式发布新能源汽车产业发展规划(2021-2035)。到2025年，新增电动乘用车平均耗电量下降到12 kWh/100 km，新能源汽车销量达到新车总销量的20%。固态电池产业化被列为“新能源汽车关键技术研究项目”从国家储能产业政策来看，我国力争到2030年实现二氧化碳峰值，到2060年实现碳中和的目标(简称“3060”目标)已经确定。实现“双碳”目标是国家的重大决策部署，是一场广泛而深刻的经济社会体制改革。
2021 3月15日，中央财经委员会第九次会议研究了实现二氧化碳排放峰值和碳中和的基本思路和主要措施。会议指出，要“构建以新能源为主体的新电力体系”(简称“构建新电力体系”)。在二氧化碳排放峰值和碳中和的战略目标驱动下，储能作为支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，已成为其规模化发展的必然趋势。2021 4月21日，国家发改委、国家能源局发布《关于加快发展新能源储能的指导意见(征求意见稿)》(以下简称《指导意见》)，引起储能行业乃至能源行业的广泛关注。业界对《指导意见》的发布给予了高度肯定，并给予了积极反馈。7月23日，国家发改委、国家能源局在充分征求社会各界意见的基础上，正式发布了《指导意见》。此后，我国储能领域出现了三波储能政策发布。第一波储能政策。7月23日，国家发改委、国家能源局联合发布《国家发改委、国家能源局关于加快发展新能源储能的指导意见》。《指导意见》首次从国家层面提出了装机容量目标:预计到2025年，新能源储能装机容量达到3000万千瓦以上，接近目前新能源储能装机容量的10倍。这样的发展前景和市场规模，会给行业带来很大的信心。
消费者对固态电池的应用需求正在增加。首先，新能源汽车产业的快速发展推高了固态电池的需求。固态电池主要用于新能源汽车等。由于国家政策的推动，新能源汽车行业发展迅速。中国汽车工业协会数据显示，2011- 2018年间，中国新能源汽车高速发展，销量爆发式增长。七年时间，销量增长超过150倍。2019年由于补贴大幅下降，销量下降。2020年疫情逆势上涨，达到新高136.73万辆，较2019年增长13.4%。随着新能源汽车下游需求的快速增长，固态电池行业前景广阔。
二是储能行业需求上升。全固态电池从根本上解决了安全问题，公认有望突破电化学储能技术的瓶颈，满足未来发展的需要。电化学储能方面，目前锂电池占电化学储能的80%。根据CNE的说法？SA数据显示，2020年电化学储能累计装机容量将为3269.2MV，较2065，438+09年增长965，438+0%。结合国家能源发展指导方针，用户端、并网可再生能源等领域对电化学储能的需求有望迎来快速增长，固态电池发展前景光明。迫切需要固态电池来构建新的电力系统。目前，国家电网正在大力推进电网业务转型升级，围绕“双碳”目标加快新型电力系统建设，服务新能源发展。新型电力系统是以新能源为主要供给主体，以保障能源和电力安全为基本前提，以满足经济社会发展的电力需求为首要目标，以坚强智能电网为枢纽平台，以源、网、载、储、多能互动为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等基本特征的电力系统。建设以新能源为主体的新电力系统是实现二氧化碳排放峰值和碳中和的最重要措施之一，储能必将肩负重任。未来新电力系统的规划和建设需要建立一个多层次、集中式和分布式的高渗透率、调频调峰填谷的储能系统。建设以新能源为主体的新电力系统，意味着风电和光伏将是未来电力系统的主体。当煤电沦为辅助能源时，就要加大电力生产、输送、使用全链条的投入。从电源侧看，为解决新能源安装带来的随机性和波动性问题，需要加快储能工程建设；从电网方面来说，要保证可靠供电和安全运行，需要大幅度提高电力系统的调峰、调频和调压能力，配置相关技术设备；从用户方面来说，政府鼓励用户使其能源储存多样化，这需要分散的能源储存设施和技术。从长远来看，要推动电力行业高质量发展，实现二氧化碳排放峰值和碳中和的目标。在新能源比例较高的电力系统中，由于集中式风电和光伏的大规模接入，发电侧新能源的随机性和波动性影响较大，发电出力无法按需控制。同时，在电力方面，尤其是大量分布式新能源接入后，电力负荷预测的准确率也明显下降。这意味着无论是发电侧还是用户侧都是完全不可控的，传统的技术手段和生产模式已经不能满足高比例新能源电网的运行需求。电力的特点是立即生产和使用，这就要求在任何时候生产和需求之间都要严格匹配。像光伏，如果白天发电太多，不能及时储存并网只能浪费，这也是“弃光”严重的原因之一。解决“弃光”问题，一个很重要的手段就是储能。从2019上半年来看，新疆、甘肃、内蒙古弃风率分别为17.0%、10.1%、8.2%。但风电和光伏发电占比仍在个位数区间，预测2030年将升至25%。到时候这个矛盾会更加突出。在各种储能方式中(抽水、飞轮、压缩空气、钒液流、铅酸电池、磷酸亚铁锂等。)，锂电池的电化学储能无疑是最灵活方便的，具有快速响应能力。储能解决了新电力系统对输配电的即时性，在新能源比例较高的情况下，形成电力系统“生产-输送-储存-利用”的闭环。因此，无论是新能源汽车所需的动力电池，还是新能源消费配备的大规模储能，都需要大量的电池，固态电池的产业化势在必行。固态电池的高容量、高密度和高安全性使其未来的应用更加广泛。2065438+2009年2月10日，65438+2009，中国工程院战略咨询中心等相关单位发布了《全球工程前沿2019》报告。报告聚焦9个领域，评选出93个年度全球工程研究前沿和94个全球工程发展前沿。其中电池前沿项目占据两席，固体锂电池成为“官方公告”。6月5438+2月65438+2020年2月，中国工程院发布《全球工程前沿2020》报告。年度工程研究前沿技术方向93个，工程发展前沿技术方向91个。其中，“基于固态锂电池和锂电池容器技术的动力与能量兼备的全天候电化学储能系统”是化工、冶金、材料工程领域Top10工程化发展前沿之一，仅2019年全球就公布了199项相关核心专利。工信部发布的《中国制造2025》也指出:“到2025年和2030年，我国动力电池能量密度需要分别达到400 Wh/kg和500 Wh/kg”。从技术潜力来看，磷酸亚铁锂体系的理论能量密度约为170Wh/kg，三元锂电池为300 350Wh/kg。同时存在热分解温度低、易燃烧爆炸等安全问题，能量密度提升空间相对较小。理论能量密度700Wh/kg的固态电池相对于传统的350Wh/kg锂电池上限，能量密度提升潜力巨大，被公认为世界上最安全的电池，已经承担了全面提升安全性和能量密度的任务。动力电池技术方面，核心技术研究方向强调电池技术的突破。一是开展正负极材料、电解质、隔膜、膜电极等关键核心技术研究；二是加强高强度、轻量化、高安全性、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统的短板技术；三是加快固态动力电池技术研发和产业化。从目前的规划来看，我国固态电池的研发目标主要是能量密度的提高(轻量化)、正极材料体系的除钴(降低成本)、固体电解质离子电导率的提高和界面阻抗的降低(安全实用)。在储能电池技术方面，新电力系统的基本要素包括电源、电网、负荷、储能和战略储备，具有绿色低碳、灵活高效、多元互动、市场化程度高等诸多明显的技术特征。柔性建设是新电力系统六大核心转型路径之一(电网建设、柔性建设、数字化转型、调度能力升级、电能替代与节能改造、市场机制建设)，而与柔性建设最相关的产业链是新能源储能，主要涉及锂电池产业链。从技术角度来说，新能源发电相比更稳定的燃煤发电，存在瞬时电能储存的问题。电力需求强的时候不一定能发电，需求低的时候可以超。然而，我国大部分电网系统都是按照“源随负荷动”的传统观念发展的。建设以新能源为主体的新电力系统，需要适应清洁能源的不稳定性，这就要求电网具备“负荷随源移动或源负荷互动”的能力，因此，需要采用更智能的输电和需求管理方式，配合电源的低碳转型和用户的电力需求来指导电网建设，最大限度地提高新能源发电的利用效率，实现电力行业的碳减排目标。从安全性的角度来看，与传统的纯电动汽车用锂离子电池相比，固态电池在功率密度和安全性方面都比锂离子电池更加丰富多彩。比如固态电池，可以解决安全性、续航、冬冷夏热、怕火怕水等问题。在能量密度方面，当今较好的动力电池系统只有220Wh/Kg左右，而固体电池在不考虑成本因素的情况下，可以轻松达到450Wh/Kg以上。现在使用NCM811的纯电动车可以续航600公里。所以，这个数字乘以2，大概就是固态电池的续航数据了。也就是说，装载固态电池技术的纯电动汽车，续航至少1200公里。另外，由于固态电池耐高温防火，对温度不敏感；体积小，甚至可以随意弯曲，所以在相同的空间里可以放置更多的固态电池。换句话说，1200 km的数据还有很大的向上发展空间。固态电池采用不可燃的固体电解质代替可燃的有机液体电解质，大大提高了电池系统的安全性，同时可以更好地适应高能量的正负极材料，减轻系统重量，从而实现能量密度的同步提高。
InnoBesson:固态电池行业即将崛起的黑马。近年来，电动车电池爆炸、电动车起火等安全事故频发。爆炸已经成为当前动力电池系统常见的有害性能。一旦发生事故，影响会更加严重，不仅会造成财产损失和环境破坏，甚至会造成人身伤害或生命危险。可以说，电池本身的安全性已经严重影响了人们的购车预期，大规模使用会埋下很多安全隐患。如果不能有效解决，将严重制约市场向节能环保方向快速发展。固态电池的技术瓶径和关键问题能否突破？有没有更安全的电池？郑州伊诺贝松能源科技有限公司(简称“伊诺贝松”)很好地回答了这些问题。据介绍，Innobeson研发的防爆聚合物固态电池(SSB)可广泛替代铅酸蓄电池和锂电池应用于军用和民用的各个领域，性能先进。在物流、储能等基础应用领域，全生命周期成本仅略高于磷酸铁锂电池，远低于钛酸锂电池。在野战电源方面，具有极快的补给响应能力，远低于柴油发电机组的噪音，与背景几乎相同的红外特征。在寒冷高海拔地区，没有容量大幅度衰减和低压鼓胀胀气；无需额外加热装置，可正常充放电，降低红外特性。该产品还符合潜艇对封闭空间内电池的安全要求。与传统铅酸蓄电池相比，充电速度快，功率密度提高数十倍，长期使用衰减极其有限。一次设备后的使用周期大大超过铅酸蓄电池。目前已装备中科院自动化所的矿山机器人和华伟重工的特种作业机器人。据悉，InnoBesson是一家专业从事固态电池研发的高科技企业。公司成立于2016年2月，总部位于郑州经济开发区中国航天科技产业园，生产办公环境16000。是一家专业从事新型储能装置及配套产品研发、生产、销售和服务的高新技术企业，并根据不同用户的应用需求提供可行的集成。公司全固态电池产品突破了固态下降低正负极材料内阻的技术瓶颈，解决了循环寿命短的痛点，在正负极配方、生产技术、制造工艺等方面拥有完全自主知识产权。目前，InnoBesson正在全力打造行业内最安全的电池品牌“贝松”——全生命周期固态电池生态系统。旗下公司包括新型储能技术研发、新型节能电机研发、电池单体生产和包装基地。Innobeson依托在新能源材料和电化学领域的优势科研资源，通过材料改性大幅提高恒流比和高倍率充电的实用性，从而增强电池的热稳定性；通过涂覆工艺、材料湿度控制工艺、石墨烯、碳化硅等改性负极表面涂覆工艺的改进，精确控制微量水分，提高电池材料的致密性，大幅降低负极的催化活性。彻底杜绝了国产软包电池普遍存在的鼓包胀气问题，在国内率先实现了实用固态叠层软包固态电池的量产。
在电池容量和安全性能方面，公司创业团队六年做了上千次实验，在多聚合物固态电池技术研发方面拥有多项发明专利，并取得重大突破。30AH、50AH固态芯和48V/60V/72V/220V DC电源已量产，安全性高(不起火、不燃烧、不爆炸，可通过枪试)，循环性能好(80% DOD@0.5C大于6000次)，支持宽温低温充放电(-40 ~+80)，能量密度高(170~300wh/kg)，内阻低(小于0.7mΩ经过严格的加热、击穿、电弧测试，30AH/50AH固态电池可承受195高温烘烤6小时不热失控，远超工业锂离子安全标准。
公司一直专注于除钴和无钴正极材料的研究以及新型固态电解材料的研发。研制的多聚合物固态电池采用软包层压工艺，目前定型和量产的产品在多项技术性能和指标上实现了突破。目前，Innobeson系列固态电池已成功获得多家机构的聚合物固态电池安全检测报告。大容量300AH 500AH固体聚合物电池处于试制和定型阶段。经过多次应用，公司电池显示在winter -30仍能释放92%的电能，比市面上同容量标称电池延长20%，赢得了用户的一致好评。储能方面，正在联合相关单位建设1.2MWp+500KWh光储微网项目，在新疆喀什建设首个兆瓦级固态电池网侧储能电站项目。未来，在国家相关部门的大力支持下，公司将积极参与相关标准的制定，努力成为固态电池行业的领导者，为实现“二氧化碳排放峰值，碳中和”的目标提供助力。固态电池消费市场容量前景固态电池的需求主要来自三个领域:动力电池、消费电池和储能电池。我国固态电池的出货量与这三个领域对锂电池的需求以及固态电池在这三个领域的渗透率密切相关。按照这个计算逻辑，预测了2020-2030年我国固态电池的产量，预测2020-2030年我国固态电池出货量将高速增长，到2030年将突破250GWh。消费电池市场。随着科技的进步和智能化浪潮的到来，智能可穿戴设备发展迅速。2019年，中国可穿戴设备出货量达到9924万台，同比增长376.5438+0%。这种增长得益于智能手表、连续血糖监测系统、无线耳机等产品形式以及AR/VR等新技术的帮助。作为可穿戴设备的上游，固态电池的需求规模也将随着可穿戴设备的增长而扩大。动力电池市场。随着固态电池产品的成熟，未来将继续向下渗透，有望在动力电池领域得到应用。受益于优惠政策，2014年我国新能源汽车市场开始快速发展，随后2016年和2017年产销增速放缓。2065 438+024.2万国产新能源汽车。之前，为了缓解疫情对新能源汽车行业的影响，我国将补贴政策推迟至2021，行业发展正在逐步恢复。储能电池市场。固态电池被广泛认为是有望突破电化学储能技术瓶颈、满足未来发展需求的新兴技术方向之一。电化学储能方面，目前锂电池占电化学储能的80%。结合国家能源发展指导方针，用户侧和可再生能源并网设施领域对电化学储能的需求有望迎来快速增长。在国家电网公司发布的“二氧化碳排放峰值、碳中和”行动计划中，明确加强系统调节能力建设，大力推进抽水蓄能电站和调峰气电建设，推广应用大型储能装置，提高系统统一调节节能性。在过去的五年中，国家电网将大力推动电网升级，促进清洁低碳的能源转型，帮助实现碳中和的目标。
固态电池的产业化发展预示着产能将成为降低固态电池成本的重要砝码。数据显示，2025年和2030年全球固态锂电池需求预计将分别达到44.2GWh和494.9GWh，2030年全球市场空间预计将达到6543.8+0500亿元。根据慧能此前的测算，当固态电池产能达到20GWh时，其电芯成本仍是液态锂电池的1.1倍，而此时电池组成本可达到液态电池的98%。因此，关于成本问题，业界普遍认为，目前固态电池的生产成本大部分是生产工艺成本，未来生产规模的扩大将成为降低电池成本的重要砝码。锂电池的生产成本也符合莱特定律:电池产量每增加十倍，其成本就会降低28%。随着电动汽车爆款的推广，储能成本不断降低，新能源电站+锂电池的储能成本也将不断降低。GTM数据显示，电化学储能电站成本从2012年到2017年下降了78%。而且，未来到2030年，储能成本将降至1，000元/千瓦时，我国大部分地区风光储结合可实现平价。全球企业努力开发固态电池。目前，在全球汽车工业不可逆转的趋势下，固态电池作为下一代电池的重要选择，受到了全球的广泛关注。在汽车行业，丰田、宝马、本田、日产、现代、大众等国际主流车企已经开始布局固态电池领域。国内长城、比亚迪、Skycar、蔚来汽车、爱知汽车等众多动力电池供应商也纷纷亮出了固态电池的落地时间表。在动力电池供应商层面，包括当代安培科技有限公司在内的多家企业正在加紧研发，力争早日实现固态电池的量产。聚焦固态电池，在全球范围内，一场电动汽车电池技术制高点的暗战已经打响。考虑到锂电池技术的发展路径，中国的各项规划，以及下游动力电池、储能电池等领域的需求增长，发展固态电池产业将成为大势所趋。未来，中国固态电池行业的相关技术将不断完善，固态电池也将呈现更高的能量密度、更好的安全性和更低的成本，其规模化生产和商业化发展的时间已经不远。
(转给《消费者日报》)