以肥皂为灵感,科学家开发新型锂电池!【附锂电池技术赛道观察图谱】

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瞻观前沿

近日,国外研究人员发现,一种非常有前途的电解质可用于制造更耐用的锂电池,它具有复杂的纳米结构,其功能类似于胶束在肥皂水中的行为方式。

在开发更耐用电池的过程中,布朗大学爱达荷国家实验室的研究人员发现,答案可能在于了解如何清洁物体,特别是研究类似肥皂是如何起作用的。

以洗手为例。当有人用肥皂洗手时,肥皂会形成一种叫做胶束的结构,当被水冲走时,胶束会吸附并去除油脂、污垢和细菌。肥皂之所以能做到这一点,是因为它通过将水和被清洁的物质结合并包裹在胶束结构中,在水和被清洁的物质之间起着桥梁的作用。

在发表在《自然材料》杂志上的一项新研究中,研究人员注意到,在设计更持久的锂电池材料——一种被称为局部高浓度电解质的新型电解质中,也出现了类似的过程。他们在论文中分析了对这一过程如何运作的新理解,或将完全打开这一新兴技术领域的大门。

布朗大学工程学院教授 Yue Qi 表示:“总体而言,我们希望改进和增加电池的能量密度”“要做到这一点,需要更换传统电池内部的材料,开发出存储更多能量的长寿命电池”。

技术价值观察

产业链剖析:该技术位于锂电池上游

锂电池行业上游的原材料主要包括正负极材料、电解液隔离膜等。其中,正极材料是锂电池最为关键的原材料,直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化,同时也是锂电池成本占比最高的材料,约占锂电池电芯材料成本的40%左右。

目前,正极材料主要是锰酸锂磷酸亚铁氧化钴锂钴酸锂等,负极材料主要为石墨。锂电池行业的中游包括电池系统的研发制造、电池系统集成组装等。锂电池行业下游的应用领域主要为消费电池、动力电池和储能电池。

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宏观市场观察

中国锂电池企业全球专利创新力较强

截至2023年7月初,2023年全球锂电池行业专利申请排名前十的均为中国企业和高校,可见中国企业在全球锂电池技术创新力较强。

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中国锂电池企业国内专利排名情况

从我国锂电池行业专利申请情况来看,该技术领域内的主要公司有合肥国轩高科动力能源有限公司比亚迪股份有限公司国家电网公司珠海冠宇电池股份有限公司国家电网有限公司宁德新能源科技有限公司蜂巢能源科技股份有限公司惠州亿纬锂能股份有限公司宁德时代新能源科技股份有限公司天津力神电池股份有限公司

其中,合肥国轩高科动力能源有限公司锂电池相关专利申请数量最多,2404项。比亚迪股份有限公司专利申请量排名第二,锂电池相关专利申请数量超过940项。

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中国锂电池市场需求激增

在政策引导及市场需求带动下,2015-2020年间中国锂电池产业发展迅猛。GGII数据显示,2020年得益于新能源汽车、储能、电动自行车、电动工具等新兴产业及领域对锂电池市场需求的增长,中国锂电池出货量为142.9GWh。2021年,我国动力电池与储能电池需求激增,全年锂电池出货量达到327 GWh。

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中国锂电池技术赛道热力图

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根据前瞻产业热力图显示,与锂电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华东,并且以广东为重点发展区域,未来布局锂电池技术的发展路径,极大可能性在于华东优先导入,其中可重点关注广东省深圳市龙华区、广东省东莞市所处锂电池研发、设计的相关企业,以及该地方对于锂电池的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《2023-2028年中国锂电池正极材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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