첫째, 고체 배터리 기술 진화 및 재료 혁신
차세대 배터리 기술의 핵심 방향 인 솔리드 스테이트 배터리는 액체 전해질로 인한 안전, 에너지 밀도 및 사이클 수명 병목 현상을 극복하는 것을 목표로합니다. 코어 재료 시스템은 양극, 음극 및 다이어프램 재료의 업그레이드로 보완 된 고체 전해질을 코어로 사용합니다.
2025 년 현재, 200 억 달러 이상의 글로벌 솔리드 스테이트 배터리 연구 및 개발 투자, 주로 산화물, 황화물, 폴리머 3 전해질 시스템뿐만 아니라 리튬 금속 음극, 리튬 풍부한 망간 기반 양극 및 기타 지원 재료 혁신에 중점을 둡니다.
둘째, 고체 전해질 기술 경로 비교
1. 산화물 고체 전해질: 높은 안정성 및 공정 성숙 1) 기술적 특징: 장점: 강한 화학 안정성 (고온 저항), 높은 기계적 강도, 인터페이스 임피던스는 복합 수정에 의해 감소 될 수있다. 도전 과제: 낮은 이온 전도도 (10-10 ⁻³ S/cm), 높은 소결 온도 (1200 ℃ ~ 1600 ℃), 대규모 생산의 높은 비용.
2) 산업화 진전: 반고체 배터리 응용: BYD"블레이드 배터리", 웨이란 신에너지는 이미 반고체 배터리 부하를 실현했으며 에너지 밀도는 400Wh/kg을 초과했다.전고체전지배치: 감봉리티움업과 천목이 주도하여 LLZo에 기초한 전고체전지원형을 개발하였는데 순환수명이 2000회를 초과하였다.2. 황화물 고체 전해질: 초고이온 전도율의 돌파
1) 기술적 특징: 장점: 이온 전도도 10⁻²~10⁻¹ S/cm(액체 전해질에 근접), 우수한 저온 성능(-40℃에서도 활성).도전: 열 안정성이 떨어지고 (분해 온도 <200 ℃), 습도와 산소에 민감하며 합성 과정은 유독가스 (예: 수소) 를 쉽게 방출합니다.
2) 산업화 진행: 모든 고체 배터리 이정표: Toyota는 2030 년에 500 Wh/kg의 에너지 밀도 목표로 황화물 전 고체 배터리를 대량 생산할 계획입니다. 기술적 인 어려움: 인터페이스 공학 (리튬 수상 돌기의 성장 억제) 및 대규모 합성 공정 (독성 부산물 방지).
3. 폴리머 고체 전해질: 성숙한 공정 및 저렴한 비용 잠재력 기술적 특징: 장점: 좋은 유연성, 낮은 가공 비용, 이온 전도성을 향상시킬 수 있습니다 공중합 수정 (10 회 ~ 10 회 ⁴ S/cm).
과제: 이온 전도도의 상한은 낮고, 성능 및 안전성 모두를 위해 산화물/황화물과 조합될 필요가 있다.
솔리드 스테이트 배터리 소재 산업화의 도전과 미래 동향
1. 비용 관리: 산화물 전해질의 톤수 비용은 100,000 ~ 300,000 위안으로 감소되었습니다, 황화물은 공정 최적화를 통해 200,000 위안 미만으로 감소 될 것으로 예상됩니다. Boyee는 모래 공장 및 소결로와 같은 장비를 통해 한계 비용을 절감합니다. 사진: 인터넷에서
2. 기술적 병목: 인터페이스 엔지니어링: 새로운 고체 전해질/전극 인터페이스 층을 개발했습니다 (예를 들어 LLZO/Li)₆PS₅Cl 인터페이스 임피던스<10Ω·cm²).대규모 생산: 혁신적인 지속적인 생산 프로세스 (황화물 전해질의 유동 침대 합성 등).전세계 고체 배터리 출력량은 2027년에 50GWh를 초과할 것으로 예상됩니다.Boyee 유연한 생산 라인 디자인 (지원 1-1000 톤 / 연간 용량) "작은 배치 및 높은 부가가치"를 가진 기업의 요구를 충족합니다.
