来源:雪球App,作者: 巅峰红满天,(https://xueqiu.com/6822909414/285277970)
固态电池会是锂电池的最终迭代产品,其对锂电池中游产业链的格局影响较大,固态电解质的应用将会取代隔膜以及电解液环节。 而氧化物固态电解质由快离子导体、粘结剂和锂盐组成:快离子导体最常见的是锂镧锆氧(LLZO)、锂镧锆钛氧(LLZTO),晶体结构为石榴石型,快离子导体约占固态电解质总质量的80%;粘结剂常见为PVDF、PTFE等,约占固态电解质总质量的5%,锂盐常见为LiTFSI(双三氟甲基磺酰亚胺),约占固态电解质总质量15%。 根据高工锂电的数据,1Gwh半固态电池LiTFSI的用量为214吨,LLZTO的用量约为43吨。值得注意的是,这是固态电池里纯新增的物质。 LLZO由氢氧化锂、氧化镧、氧化锆混合烧结成的,氧化锆约占LLZO烧结前质量的25%,氧化镧约占45%,氢氧化锂约占35%。以此推算,氧化锆约占氧化物固态电解质的质量为20%。不过,前述固态电池领域专家指出,由于绝大部份氧化物半固态电池都需要构建一层陶瓷隔膜,材料还是LLZO,所以综合来看,整个固态电池中锆/镧用量绝不仅于此。镧/氧化镧镧系金属卤化物基固态电解质,LixMyLnzCl3(Ln为镧系金属元素,M为非镧系金属元素)无机超离子导体具有高离子电导率和出色的热稳定性,但它们与锂金属电极的界面相容性差,阻碍了其在全固态锂金属电池中的应用。基于LaCl3的锂超离子导体,它与锂金属电极具有出色的界面相容性。与Li3MCl6(M=Y、In、Sc和Ho)电解质晶格相比,UCl3型LaCl3晶格具有大的一维通道,可快速Li+传导,La空位通过Ta掺杂相互连接,形成三维Li+迁移网络。优化的Li0.388Ta0.238La0.475Cl3电解质在30°C时表现出Li+电导率为3.02 mS cm-1和0.197 eV的低活化能。它还会生成梯度界面钝化层,以稳定锂金属电极,使Li-Li对称电池(1 mAh cm-2)的长期循环超过5000小时。当直接与未涂层的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2阴极和裸锂金属阳极耦合时,Li0.388Ta0.238La0.475Cl3电解液可使固态电池循环运行100次以上,截止电压为4.35 V,面积容量超过1 mAh cm-2。镧系金属氯化物(LnCl3;Ln=La、Ce、Nd、Sm和Gd)中的快速Li+传导,表明LnCl3固体电解质系统的导电性和实用性。(引用:中国科学技术大学殷逸臣,“A LaCl3-based lithium superionic conductor compatible with lithium metal”,《Nature》) 考虑到锂电池在电动汽车爆发的过程中,整个产业链条都在给最上游锂矿打工——由此产生了天齐锂业这样的巨头,以同样的逻辑来看固态电池产业链,未来的核心大概率会集中到最源头的锆/镧。信息来源于网络整理,仅供参考。
$东方锆业(SZ002167)$ $三祥新材(SH603663)$ $盛和资源(SH600392)$