蜂巢能源：固态电池聚焦硫化物路线

　　2024年3月17日，中国电动汽车百人会之动力电池分论坛上，蜂巢能源科技股份有限公司高级副总裁/技术中心主任张放南发表了主题演讲。

　　2023年新能源汽车市场同比增长达到39%，仍然是高速增长，但是增速开始放缓，其中PHEV增速87%明显高于BEV。预计2024年增速约为20%左右，其中PHEV增速仍将明显高于BEV。

　　BEV仍然面临补能焦虑、低温充电及低温衰减、高速工况衰减三大难题。导致现有BEV主要以家庭第二辆车和网约车市场为主。真正替代燃油车，目前还需要PHEV贡献进一步的渗透率。

　　从下图可以看出，在2023年底两个月乘用车的增幅相对比较明显，但是NEV的渗透率出现略微下滑，PHEV增长比较明显。未来替代燃油PHEV的贡献和得到市场的认可程度会越来越明显，尤其是近两周，随着新车型的逐渐上市，价格进一步下探，叠加补贴政策，PHEV接下来的增量会更加明显。

　　结合混动市场的持续上升，预判2024年PHEV占比超过40%，2026年将达到50%，甚至50%实现的时间有可能进一步提前。

　　结合PHEV的增量，对其做了一个初步划分发现，PHEV里面纯电里程大电量、长里程的趋势更加明显，主要由中高端大型SUV和MPV带动。其中150公里以上PHEV市场在15—30万的主流区间，未来PHEV占比将会超过50%。300公里以上的市场随着中大型SUV和MPV混动细分市场的增长也将逐渐增加。

　　蜂巢能源在2024年进一步聚焦增程及插混市场，全面升级2.2C快充，做插混和增程的产品升级，同时拓展大电量铁锂化、800V等细分市场。

　　800V快充产品解决补能痛点，随着800V的成熟，预计在2025年将接近25%，2027年将超过30%，800V快充将首先在B+级以上的高端车上快速普及，远期可能会向A+级市场做渗透，渗透率未来将达到40%以上。蜂巢能源也将继续利用短刀的优势，在全面拓展4—5C铁锂产品来适应800V细分市场的增量。

　　2024年蜂巢能源的整体公司策略就要从应对持续的价格战，后期会从快速扩张转变向精益运营的方向快速转变。2024年将聚焦高质量经营变革，打造平台化的大单品，一个厂房三条线以上，一个工厂两个厂房，只有实现厂房里面甚至整个工厂里面同一个产品大单品的生产运营，才能快速地实现降本增效。同时，海外市场蜂巢能源已经在欧洲和东南亚做了初步的布局，也在积极开拓海外市场的客户。2024年也将对海外的市场布局做进一步的拓展。

　　随着800V和PHEV的变化，蜂巢能源2024年将重点打造增程和插混市场的升级产品，在2022年蜂巢能源完成了混动系列产品的规划，2023年蜂巢能源整个混动的市场销量占比达到了第三名，一是全面提升快充，二是推出200—300公里的PHEV专用产品，尤其是200公里、300公里实现铁锂化，350公里以上的800V三元产品也将在今年推出。同时，在打造大单品的方向上，我们用L4的铁锂PHEV和800V的产品共用，用L6的铁锂产品和800V的EV产品共用，这样可以实现跨领域产品的共通化，实现大单品真正的打造，实现PHEV和EV产品共通化。

　　固态电池并不是绝对安全，只是在高能量密度的材料体系下把安全性能的指标进一步得到提升，在功率性能、循环上仍然面临着巨大的挑战。我们认为，未来的燃油、混动、BEV肯定会长期共存，固态电池在高能量密度的BEV上可能会成为其中一个主要的选择。

　　蜂巢能源在聚合物、氧化物、卤化物和硫化物这四种主要的固态电解质上面做了相应研究。其中，我们认为聚合物主要还是在室温离子电导与氧化电位低，作为主固态电解质发展受限，可作为功能材料应用于锂金属的保护层或者包覆剂；氧化物界面电阻比较大，难以实现大容量固态电池，稳定性相对比较好，适用于与电解液搭配的半固态电池；卤化物比重大，负极稳定性差，氧化稳定性相对好，更适合作为功能电解质的添加材料到正极材料中去应用；硫化物由于锂离子电导率高，比重低，加工性能相对好，电化学稳定性相对比较高，目前作为固态电池主要的发展方向，蜂巢能源也在聚焦在硫化物固态电解质的主要路线上做相应的研究。

　　全固态电池是从电解质材料、电芯结构、制成工艺方面的全面创新升级，将带来产业链上的性变化在材料开发、膜制备、电芯制造、系统设计、回收利用方面均存在较大挑战。在材料开发、膜制备、电芯制造、系统设计、回收利用方面均存在较大挑战。

　　材料开发上，硫化锂原材料成本过高，高离子电导的硫化物电解质在空气稳定性差，批量一致性差，电解质与界面的副反应比较多；

　　在膜制备上，硫化物电解质膜的强度比较差，难以自支撑，电极内部掺混电解质与现有黏结剂溶剂、涂布工艺不兼容。

　　电芯制造上，电极间绝缘差，易发生自放电；叠片对齐精度要求高；电极界面融合需要等静压设备，成本高、效率低，和设备融合度相对比较差，需要外部加热加压的功能进一步提升，

　　同时回收利用固态电池由于硫化物固态电解质容易产生有毒的硫化氢气体，现有回收工艺不适用，固态电解质与电极材料分离也难。

　　针对全固态电池的研发方向，蜂巢能源从以下几个方面在材料面临的稳定性问题，界面副反应和固固界面方向主要从硫化物电解质的多元素掺杂、包覆、电解质正极高氧化电解质的包覆和多材料融合的合金负极技术做材料方向的开发。

　　膜电极面临的挑战主要是膜的强度与现有溶剂性不兼容的问题，主要从硫化物电解质高兼容专用粘结剂、溶剂技术做相应突破，以及膜电极的转印复合技术。

　　电芯面临的主要是短路和界面问题，现在主要从电极的绝缘、多层融合一体化等静压技术做电芯层面的技术突破。

　　全固态电池蜂巢能源研究了很多年，目前取得初步进展，从材料开发商完成了正极的包覆改性材料开发，自主开发的硫化物电解质离子电导率大于10.50mS/cm，具备负40度环境操作能力。电解质膜开发具备大面积电解质膜制备能力，电解质膜电导率大于2.3 mS/cm，厚度做到15微米。具备20Ah全固态电池的制备能量，能量密度达到380Wh/kg。

　　针对固态电池，我国开发力量比较分散，最近欧阳明高院士也组织成立了全固态电池产学研协同创新平台，蜂巢能源已经参加了平台的相关工作，也会积极推动平台后续的协同和创新相关任务。固态电池在开发过程中存在难度大、风险高，我们建议增加对全固态电池在政策扶持和多种形式资金扶持力度上给予更多的引导和支持，加速成果的落地转化。

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