重磅！研究员解决碳酸盐堵塞问题：成功开发出新型高能效全固态钠空气电池【附固态电池技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

韩国浦项科技大学材料科学与工程系研究团队成功开发出一种高容量、高效率的全固态钠空气电池，无须特殊设备就能可逆地利用钠(Na)和空气。相关论文发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。在本研究中，团队使用了一种名为NASICON的固体电解质。NASICON由钠、硅(Si)和锆(Zr)等元素组成，能在固体中进行离子移动，同时表现出很高的电化学性能和化学稳定性，有效解决了碳酸盐堵塞问题。

利用这种固体电解质可使钠金属电极免受空气影响，并促进碳酸盐分解，无须额外特殊设备来过滤氧气。碳酸盐参与的可逆电化学反应可提高工作电压，从而提高电池的能量密度，同时显著降低充电和放电过程中的电压间隙，提高了能源效率。

研究人员表示，这种基于固体电解质的电池平台可在环境条件下保持稳定，提供宽电压范围，有望引领全固态金属-空气电池步入“下一代”。

图片来源：物理学家组织网

技术价值观察

固态电池产业链上游包括原料矿产、机械设备以及基础材料，两者主要的区别在于负极材料和电解质的种类，正极材料方面几乎一致，若完全发展至全固态电池，隔膜也完全被替换。产业链中游为电池包的加工制备过程，产业链下游应用领域包括新能源汽车、储能系统、消费电子等。

韩国研究团队成功开发出全固态钠空气电池，有效解决了碳酸盐堵塞问题。因此，从固态电池产业链上看，该技术处于产业链的上中游环节。

宏观市场观察

——固态电池分类

按照固态电池液体电解质含量、电解质材料、正负极材料类型，固态电池可以分为以下几大类：

——固态电池供需情况

目前，全固态电解质锂动力电池存在的技术难点问题包括固态电解质材料的锂离子电导率偏低问题、固/固界面接触性和稳定性差问题、金属锂的可充性问题等。根据IEA初步预计，到2025年，固态电池技术将实现商业化。

总结分析固态电池三大需求领域情况如下：

——固态电池企业竞争情况

近几年越来越多的企业已经参与固态电池市场布局，参与主体包括中科院化学所、中科院青岛能源所、中科院宁波材料所等研究机构，赣锋锂业、宁德时代等电池企业;更有其他领域企业看好固体电池跨界投资，如以汽车零部件为主的万向集团、新能源汽车比亚迪等。

我国企业在固态电池的研究上主要是以硫化物电解质技术和氧化物电解质技术两种路线为主，聚合物电解质技术路线的非常少。其中硫化物电解质技术路线的企业主要的代表有宁德时代，氧化物电解质技术路线的代表企业主要有赣锋锂业、清陶发展、辉能科技等。

——固态电池渗透率预测

预计，固态电池将率先在动力电池、消费电池、储能等领域得到应用。到2030年，固态电池在上述三大领域的整体渗透率将达到8.8%左右。

中国固态电池技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与固态电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华北地区，并且以深圳、北京市为重点发展区域，未来布局固态电池技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南、华北地区优先导入，其中可重点关注广东省深圳市龙华区、北京市顺义区所处固态电池的相关企业，以及该地方对于固态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《中国固态电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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