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5号可充式1.5V半固态锂电池拆解中

5号可充式1.5V半固态锂电池

新能源

种子期

拆解中

项目旨在以低成本、先进的技术、简单的生产工艺为支撑,制造高安全、高可靠的 5 号可充式1.5V半固态锂离子电池,助力碱性电池的产业升级和消费升级。

融资信息仅向特定对象披露

项目经理

蔡聪

项目介绍

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中国锂离子电池引领全球


2024年全球电池市场规模约650亿美元,锂离子电池占据主导地位,预计2034年占比仍超70%。中国锂离子电池产业通过政策扶持、技术突破和全产业链布局,已形成"产能规模全球第一、技术专利领先、材料供应主导"的三重优势,成为全球新能源革命的核心引擎。


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固态电池和半固态电池


传统的液态锂离子电池受限于其采用的有机电解液,虽在离子电导率和界面接触上表现优异,但充放电过程中的副反应不仅缩短了电池寿命,更因电解液的易燃性而存在安全隐患。目前传统液体锂离子电池在能量密度上也已逼近理论极限。因此固态电解质技术正成为业界瞩目的焦点,成为推动锂电池技术迈向下一代的重要突破方向。


根据添加电解质含量以及是否有隔膜,可以把锂离子电池划分为:液态电池、半固态电池、准固态电池、全固态电池。半固态电池、准固态电池、全固态电池的电解液含量分别为 5~10%、0~5%和 0%;液态、半固态、准固态电池有隔膜,全固态电池无隔膜。


全固态电解质技术路线包括硫化物、氧化物和聚合物等。从结构上来看,在全固态锂电池中,电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使用,固体电解质除了传导锂离子,也充当了隔膜的角色,大大简化了电池的构建步骤。全固态电解质还能有效遏制锂枝晶生长,可以显著提升电池的稳定性和可靠性。固态电池凭借可搭载高容量锂金属电极的潜力,有望实现能量密度飞跃至500Wh/kg。然而全固态电解质面临“固-固界面”的接触贴合问题和成本挑战,距离商业化还有一定的距离。


由于目前全固态电池的“固—固界面”问题无法得到良好解决,添加部分电解液的半固态、准固态电池成了折中方案,一定程度提升能量密度及安全性。但也有人说,这也许就是电池的终极解决方案



视频:锂离子电池工作原理和半固态电池 源自:Bilibili 五点半



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一次性碱性消费电池


我们所说的“消费电池”主要区别于针对交通工具的“动力电池”。消费电池的需求以庞大的电器存量为稳定基础,受宏观经济波动影响较小。其主要应用领域包括家用电器、智能家居、电动玩具、家用医疗设备及智能可穿戴设备等,具体涵盖遥控器、钟表、智能门锁、体脂秤、遥控车、血压计等多种产品。典型的,就是我们日常所用的各种型号的电池,其中5号(国际型号“AA”)电池是绝对主力。


图片:金霸王电池,日常使用各种规格的电池


按电能补充方式可分为一次电池与二次电池。一次电池(即“原电池”)在活性物质耗尽后不可重复使用,主要包括碱性锌锰电池,碳性锌锰电池和锂一次电池等;二次电池(即“蓄电池”)可循环充放电,主要包括镍氢电池、锂离子电池等。


图片来源:安孚官网


一次电池因自放电率低(<5%)、无需充电设备、长期储存稳定等特点,在对供电连续性要求高、用电频率低的小型电子设备中仍具不可替代性。作为低单价、高性价比的必需耗材,一次电池更换频率稳定,消费刚性突出,需求与电器保有量高度相关,而对宏观经济的敏感度较低。


其中,碱性锌锰电池凭借电量高(约为碳性电池的 4–7 倍)、保质期长(5–10 年)和性价比优(单位电量成本为碳性的 1.5–2 倍)等优势,持续替代碳性电池,是一次性电池的主流品种。据恒洲诚思及华经产业研究院,2021 年全球锌锰电池(碱性+碳性)市场规模达 105 亿美元,预计 2025 年将突破 120 亿美元。其中,碱性锌锰电池有望在 2025 年增长至 94 亿美元,是规模扩容的主要贡献。 据智研咨询,2023 年我国碱性锌锰电池市场规模达 57.4 亿元,同比增长 3.4%。2024 年碱性电池在国内一次性电池市场中占比为 53.5%,较发达国家约 80%的渗透率仍有明显差距。


南孚碱锰电池连续 32 年(1993 年-2024 年)在中国市场销量第一并占据国内碱性电池超 80%市场份额,2022年被上市公司安孚科技间接控股。巴菲特旗下的伯克希尔-哈撒韦公司于2014年11月以换股形式斥资47亿美元收购了宝洁公司旗下的金霸王电池业务。至今伯克希尔仍持有金霸王电池,其现金流能力和品牌被视为长期资产。



一次性碱性电池作为全球最广泛使用的电池类型,虽然已实现无汞化,但仍对环境产生显著影响。其主要环境风险来自锌、锰等重金属和氢氧化钾电解液的潜在泄漏。当大量废弃电池集中堆放时,会形成"微电池效应",加速电化学腐蚀,导致污染物释放量激增 。全球每年30亿只的消费量意味着锌流失达1.6万吨、锰粉9.7万吨,造成资源浪费 。


面对环保要求趋严的全球趋势,各国采取了不同的政策应对。欧盟率先将一次性碱性电池统一归类为危险废物,要求2027年回收率达到63%,2030年提升至73%,并强制实施碳足迹披露和电池护照制度势必驱动更多消费者转向可充电循环使用的电池。美国则呈现联邦与州级政策并行的特点,加州等州已将电池列为危险废物。中国虽未将无汞碱性电池列为危险废物,但2024年政策已将其纳入可回收物范畴,鼓励回收利用 。特别是《2024-2025年节能降碳行动方案》提出到2025年将碱性电池回收率提升至50%的目标,显示出政策导向的明显转变。


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可充电镍氢消费电池


镍氢电池(Nickel-Metal Hydride Battery)是一种可充电电池,使用氢化物合金作为负极材料,氧化镍作为正极材料,以氢氧化钾为电解液。5号可充电镍氢电池作为一种环保、安全且性能稳定的可充电电池,凭借其独特优势在全球电池市场中占据重要地位。与一次性碱性电池相比,镍氢电池具有可循环使用500-1800次,实际使用成本更低。2023年全球小型镍氢电池市场规模为5.51亿美元,近年面临来自锂电池等新型电池技术的竞争压力,预计到2030年将微降至5.36亿美元,CAGR仅为0.1%


视频来源:国际能源网 能课堂


可充电池,最适合以下应用场景:

  • 高耗电设备:如数码相机、闪光灯、电动玩具、游戏手柄等需要大电流放电的设备 。
  • 需要频繁更换电池的场景:如遥控器、无线键鼠等,通过循环使用减少更换频率。
  • 环保要求高的地区:一根可充电池可以减少上千根一次性电池的垃圾。


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消费电子领域锂离子电池


锂离子电池应用领域主要包括消费电子、动力和储能,应用于消费电子领域的常规产品如 1254、14500、18650 等锂离子电池标称电压为 3.7V,形状、规格与锌锰电池不同,一般来说,无法直接代替锌锰电池使用,主要用于 TWS 耳机、智能手表、智能音响、扫地机器人等智能可穿戴设备和中小型智能家居领域。


各类电池的优劣和劣势以及使用和使用成本如下:



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5号可充式1.5V传统锂离子电池


近几年兴起的“5号可充电1.5V锂离子电池”作为一项新产品,通过内置降压电路将3.7V传统的液态锂电池电压稳定降至1.5V,规格做成AA电池的规格,使其能够适配几乎所有的AA电池设备。这种电池融合了锂电池高能量密度与传统AA电池的通用性优势,在市场中逐渐形成与镍氢电池并存的格局。2025年数据显示,主流品牌如南孚Tenavolts、京东京造、IDMIX等推出的5号锂离子电池,标称容量普遍达到3000mWh以上,循环寿命在1000次左右,充电时间缩短至1.8-3小时。


2025年数据显示,5号可充电1.5V锂离子电池市场正经历快速增长阶段,主要受环保政策推动和消费者对高容量、快充电池需求的影响。虽然具体市场规模尚无公开数据,但从各电商平台销售情况看,这类电池的销量同比增长约35-40%,远高于传统镍氢电池


相对于5号镍氢电池,5号可充电1.5V锂离子电池的主要优势包括:

  • 高能量密度:容量超过传统镍氢电池。
  • 恒压放电:1.5V的稳定电压输出适合需要恒定功率的设备,如闪光灯、游戏手柄等 ,镍氢电池输出电压只有1.2V,不管是镍氢电池还是碱性电池,随着电量的耗用会慢慢掉压。
  • 快速充电:多数产品支持1.8-3小时快速充电,大幅缩短充电等待时间。
  • 轻量化设计:单粒电池重量通常在18-20克之间,比传统AA电池、镍氢电池都要轻 。
  • 长循环寿命:标称循环寿命1000-1200次,长期使用成本优势明显。


性能劣势包括:

  • 目前价格较高:目前单节价格在10-20元之间,约为镍氢电池的1-2倍。
  • 极端低温性能差:在-20℃以下环境下,放电容量急剧下降,抗低温能力比镍氢电池弱。
  • 电池适配问题:由于锂电池采用恒压放电特性,某些设备(如智能门锁)可能因锂电池电量耗尽时电压突然下降而无法正常工作,导致用户无法提前获知电量不足。


视频:5号锂电池,碱性电池,镍氢电池大横评 by 程老板的分享



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消费级”半固态”锂离子电池


本项目致力于以低成本、先进成熟技术、简单的生产工艺量产和销售高安全、高可靠的 5 号可充式1.5V半固态锂电池以及14500电池。相对目前市面上的5号电池,本项目产品可以:

  • 在部分一次性碱性电池的场景替代碱性电池:以充电循环使用应对源头减废的环保诉求,降低电池的使用成本,减少电池垃圾;
  • 在大部分可充镍氢电池的场景大量替代镍氢电池:更高的能量密度,更高的循环次数,更稳定的电压,更快的充电时间,能够更好的满足新型消费电子产品的需求;
  • 升级替代目前刚兴起的5号液态锂电池:半固态技术更安全,可靠,更好的应对低温环境。



产品和工艺的亮点


通过材料体系、特殊的生产工艺、全自动的生产设备和一次成形结构等方面技术的综合应用,最大可能的把产品成本做到了极致,极大的提高了市场竞争力。


  • 技术先进

采用涂覆高分子聚合物的陶瓷隔膜和热聚合的凝胶电解液,经高温化成实现固化,这是国内较少能实现圆柱半固态电池的生产技术,经三年不断试验和论证,技术成熟,产品可循环使用 1200 次,产气率极低,极片粘合紧密牢固,电池内部无明显液态电解液,产品相当稳定、可靠。

  • 成本低

采用一体成形结构技术,即把卷芯与降压保护板通过特殊结构一次进行封装成型,省去二次 PACK 组装生产成本和材料成本,与竞品相比,可节省 0.8~1 元成本,产品直通率在 90% 以上。

  • 产品安全、可靠

采用三层保护措施,极大的提高产品安全性,一层为固态凝胶电解液的使用,极大减少电池产气;二层采用 CID结构(电流切断装置Current Interrupt Device),当电池发生异常时,电芯自动断电;三层为降压保护板具有过充保护、过放保护、短路保护和过温保护。

  • 生产工艺简单,可实现高效的自动化生产

本项目主要生产 5 号 1.5V 可充半固态锂电池,与 14500 系列锂电芯的生产工艺及设备相同,采用的全自动化生产设备兼容性强,与竞品生产工艺相比,可有效降低 10% 综合成本。


项目的亮点

  • 创始人与蔡聪相识16年,先后任职于多家上市锂电池厂商,从技术员做起,分别做过技术经理、总工程师、厂长、总经理等多个岗位,专注电池行业26年,精通各类电池材料体系和生产工艺技术,具有非常丰富的生产和管理经验,是群蜂社在锂离子电池领域的专家顾问。
  • 产品成熟,工艺成熟,量产几乎无悬念。
  • 产品有一定优势,该品类市场是成熟初期。
  • 群蜂社孵化的项目。精益创业,从小投资额检验产品竞争和销售能力。前期以项目盈利获得投资分红为目的。后续随着公司发展壮大持续追加投资。

本项目仅向“蜜圈”会员开放

普通会员须先经过认证和相互了解成为蜜圈会员

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