众厂商加码锂金属全固态电池

因兼具高比容量和低电极电势等诸多优势，锂金属有望成为负极材料长期技术演进方向，在全固态电池领域的应用极具前景。

今年以来，行业企业加大了对锂金属负极的布局力度。今年9月，重庆锂德投资55亿元的年产5000吨固态电池复合金属锂负极材料项目签约，落户四川射洪。项目将建设400亩锂金属全系产业基地，产品可满足固态电池等产业的应用需求。该项目采用金属锂精馏技术，实现99.99%的电池级金属锂定制化配比。

今年7月，天铁科技发布公告，该公司孙公司安徽天铁与国内某客户签署合作协议，将为后者供应100吨铜锂复合带，订单金额为4亿元。铜锂复合带是一种由负极集流体(铜箔)与负极活性材料(锂金属箔)，通过特定工艺复合而成的带状材料，是一种常见的锂金属负极解决方案，该材料主要应用于锂金属固态电池领域。

今年6月，大中矿业发布公告，该公司拟投资10亿元在湖南临武县建设“年产3000吨金属锂电池新材料项目”。该项目一期，拟于2025年完成金属锂电池新材料研发小试和中试；二期规划建设年产1000吨金属锂生产线，计划于2027年底建成投产；三期规划建设年产2000吨金属锂生产线，计划于2028年底建成投产。

锂金属电池材料具有高比容量的显著优势，是制造高性能电池、尤其是固态电池所需的重要材料之一。国金证券指出，锂金属负极相较石墨、硅碳，可实现更高的能量密度，为固态电池负极侧长期迭代方向。目前，国内外企业正在逐步应用锂金属负极方案，首款锂金属负极全固态电池已实现上车路测。

全固态电池要突破的关键技术

“对于500Wh/kg的车用全固态电池，必须要突破锂金属负极技术，这个可能需要借助基于人工智能的材料研发平台来赋能。”中国科学院院士欧阳明高指出，他预计该技术“产业化的时间，大概在2030年-2035年”。

据业内人士分析，由于锂金属负极制备工艺复杂、锂金属负极巨大的体积变化、锂金属电池微短路等因素的限制，锂金属固态电池距离大规模量产应用，还有较长的研究探索路程。目前，众多企业都在展开技术攻关。

截至目前，包括宁德时代、亿纬锂能、欣旺达、赣锋锂业、太蓝新能源、安徽盟维、久森新能源、LG新能源、SK On等国内外众多锂电池产业链企业，以及吉利、上汽、通用、本田、现代等国内外多家车企，都在积极布局锂金属固态电池。

据欣旺达透露，该公司已经通过负极使用锂金属，进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg，目前已经有实验室原型样品。按照规划，该公司预计2027年可完成能量密度＞700Wh/kg的全固态电池实验室样品制作。

据赣锋锂业介绍，该公司二代混合固态锂电池采用了金属锂作为负极，在固态电池方面开发的高比能电池能量密度达到420Wh/kg，循环寿命超过700次，并开发出能量密度达到500Wh/kg的样品。

电池中国注意到，今年6月，久森新能源发布三项研究成果，包括半固态金属锂负极电池、硫化物全固态电池及高安全性锂电池用壳体新材料。据宣称，其半固态金属锂负极电池已进入量产前阶段，能量密度达到480Wh/kg，产品将率先应用于无人机领域，随着技术的逐步成熟，会逐步地推广至乘用车市场。

在制造设备方面，海目星近期在投资者互动平台表示，该公司是国内首家锂金属高能量密度固态电池的整线供应商，布局的固态电池核心设备，主要围绕在电池结构和材料的革新方面。目前，该公司已经签约2GWh的固态电池量产产线，后续订单将会根据客户需要推进。

全新的负极材料

金属锂，是目前已知的能量密度最高的金属材料。锂金属负极理论比容量达3860mAh/g，而且低电极电势(3.04V)，能够兼容更高电压的正极材料，比如富锂锰基、高镍、不含锂的硫等，使固态电池实现更高的能量密度。

随着全固态电池技术的突破，锂金属有望成为一种全新的负极材料被广泛应用。不过，制造锂金属需要特殊的工艺，有一定的技术门槛。

“由于金属锂化学性质特别活泼，因此对制造、技术、装备和环境要求特别高。”天铁科技表示，安徽天铁已配备高效电解、除杂与净化、低温蒸馏等先进技术与装备集成，且产品设备均非标，可安全生产纯度达99.97%-99.98%的电池级金属锂。

据盛新锂能介绍，该公司在固态电池上游关键材料金属锂方面有业务布局，其金属锂规划产能为年产3000吨，目前已建成产能500吨，超薄超宽锂带已实现批量生产；规划新建的2500吨/年金属锂项目，已完成项目备案，项目建设即将启动。

“固态电池的一种主要的发展趋势，是将现有的硅碳负极改为全部由金属锂构成的负极，以增加电池能量密度。”天齐锂业表示，该公司重庆铜梁生产基地目前拥有金属锂年产能600吨。如果未来该种固态电池技术得到普及，对金属锂的需求可能会增加。

锂金属负极，产业化市场空间确实非常广阔。据业内机构测算，到2030年全球固态电池对锂金属负极的需求将达2.63万吨（金属量），折合13.96万吨碳酸锂当量，对应市场规模约184亿元，对应未来几年复合增长率有望超300%。锂金属的应用，也将对未来负极材料的市场格局产生重要影响。