固態(tài)電池研發(fā)最新進展 2023固態(tài)電池發(fā)展空間潛力如何

• 黃江 2023年2月16日 來源：新浪 500 26
• 繁體

隨著新能源汽車滲透率不斷提升，進入全面市場化階段，長續(xù)航和新能源汽車安全愈發(fā)受到關注。在長時續(xù)航方面，現(xiàn)階段液態(tài)鋰離子電池無法使用鋰金屬負極，能量密度難以實現(xiàn)質的提升;在安全性方面，有機電解液、鋰枝晶等問題引起電池燃燒問題無法根除，電動車自燃事故頻發(fā)

近日舉行的廣州車展上，多家車企宣布加速布局固態(tài)電池。東風汽車表示，目前正在研發(fā)的第二代固態(tài)電池，預計將在2024年上半年實現(xiàn)量產(chǎn)搭載，屆時整車續(xù)航里程可達1000公里以上;長安深藍也表示，開始加速半固態(tài)電池研發(fā)，目前已經(jīng)進入工程化研發(fā)階段，2025年將搭載整車應用。

除此之外，國軒高科、格林美等多家上市公司近期也都對外公布了固態(tài)電池研發(fā)最新進展。1月5日，固態(tài)電池板塊受到資本熱捧，贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)等多家上市公司股價上漲。

2023固態(tài)電池發(fā)展?jié)摿ρ芯?/u>

根據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)，2022年1-10月我國新能源汽車累計產(chǎn)量559.0萬輛，同比增長108.4%，累計滲透率達到了24.7%，全年銷量有望達到650萬輛。在新能源汽車強勁的需求之下，動力電池產(chǎn)業(yè)也高景氣上行，我國動力電池2022年1-10月累計裝機量193.6GWh，同比增長99.9%。

根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，2022年1-11月，汽車銷售2430.1萬輛，同比增長3.3%，但新能源汽車1-11月的銷量為606.7萬輛，同比增長100%。直接在2021年的基礎上實現(xiàn)了翻倍。2022年1-11月的平均滲透率達到25%，9-11月，月月都超過30%，大大超過全球12%的平均水平。

隨著新能源汽車滲透率不斷提升，進入全面市場化階段，長續(xù)航和新能源汽車安全愈發(fā)受到關注。在長時續(xù)航方面，現(xiàn)階段液態(tài)鋰離子電池無法使用鋰金屬負極，能量密度難以實現(xiàn)質的提升;在安全性方面，有機電解液、鋰枝晶等問題引起電池燃燒問題無法根除，電動車自燃事故頻發(fā)。因此，兼具高能量密度與安全性的車規(guī)級電池技術，包括固態(tài)電池和氫燃料電池，愈發(fā)受到產(chǎn)業(yè)與資本青睞。

根據(jù)中研普華研究院《2021-2026年中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略研究報告》顯示：

在1000km續(xù)航里程的競賽中，蔚來、廣汽埃安、高合等車企也在積極與固態(tài)電池生產(chǎn)商合作，共同推進半固態(tài)電池的上車進程。業(yè)內(nèi)普遍認為，作為過渡技術的半固態(tài)電池商用化即將來臨。半固態(tài)電池依賴于液態(tài)電解質來進行鋰離子交換，但半固態(tài)電解質中的電解液含量已經(jīng)大幅減少。

目前主流的固態(tài)電池有聚合物、氧化物和硫化物三類技術路線。

固態(tài)電池發(fā)展技術路線

聚合物電解質易加工，機械性能好，但其電化學窗口窄、熱穩(wěn)定性差、與鋰金屬負極與高電壓正極適配性弱、以及常溫離子電導率低，需加熱至60℃以上使用的缺陷使聚合物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受限。

氧化物電解質具有較好的電化學與熱穩(wěn)定性，離子電導率比聚合物高，達10-4s/cm。但也存在電解質層易破裂、界面電阻大、離子電導率比硫化物低等問題，使其大容量、高倍率電芯制備受限。目前主流的做法為加入少量電解液，以半固態(tài)形式產(chǎn)業(yè)化落地。同時，半固體電池生產(chǎn)工藝及設備與現(xiàn)有鋰離子電池兼容，成為全固態(tài)路上的折中之選。國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)以及部分電池企業(yè)主要布局氧化物路線。

硫化物電解質電化學窗口寬達5V以上，離子電導率高達10-3s/cm，可適配鋰金屬負極，有望形成全固態(tài)電池解決方案。但其存在熱穩(wěn)定性差，鋰枝晶、空氣敏感等問題，生產(chǎn)制備需要低露點環(huán)境，現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)化難度較大。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，主流的硫化物固態(tài)電池制備分為干法與濕法兩大工藝，行業(yè)內(nèi)暫未形成一致工藝路線;與現(xiàn)有鋰離子電池相比，可省去注液、化成、二封等工序，但需要增加硫化物電解質成膜、界面一體化成型等特有工序，同時配套關鍵非標設備開發(fā)，整體開發(fā)周期較長。全球范圍內(nèi)，日韓企業(yè)對硫化物固態(tài)電池布局較早，國內(nèi)的電池企業(yè)、車企以及初創(chuàng)企業(yè)也都有選擇硫化物路線。

在產(chǎn)業(yè)化進程方面，業(yè)內(nèi)觀點普遍認為半固態(tài)電池或許能在2025年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。全球范圍內(nèi)硫化物固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進度基本一致，預計大規(guī)模商業(yè)化需到2028-2030年。我國企業(yè)大多選擇從液態(tài)到半固態(tài)再到全固態(tài)的漸進式發(fā)展路線，其中，半固態(tài)電池采用固液混合電解質，在提升電池安全性能與能量密度的基礎上，還能有效規(guī)避硫化物的專利風險。近日，衛(wèi)藍新能源宣布車規(guī)級半固態(tài)動力電芯正式下線，預計首搭蔚來ET7車型，150度電的電池包能量密度達360 Wh/kg，實現(xiàn)1000公里的續(xù)航里程。搭載半固態(tài)電池的50臺東風風神E70也于今年年初交付，在江西省新余市示范運營。此外，固態(tài)電池技術發(fā)展離不開現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈中材料企業(yè)的大力配合。正極、負極、隔膜、電解液等材料企業(yè)均就固態(tài)電解質、高鎳正極、硅碳負極/鋰金屬負極、半固態(tài)電池隔膜的研發(fā)與固態(tài)電池企業(yè)積極對接，上下游協(xié)同，推進半固態(tài)/固態(tài)電池的量產(chǎn)開發(fā)。

在融資方面，資本競相入局，搶灘固態(tài)電池領域。2022年以來，多家固態(tài)電池企業(yè)在一級市場獲得投資，包括恩力動力、衛(wèi)藍新能源、太藍新能源、高能時代、中科深藍匯澤等。投資方有創(chuàng)投機構，政府投資機構，也不乏車企/電池企業(yè)等產(chǎn)業(yè)投資者。定位于全固態(tài)電池技術的高能時代于今年3月宣布完成超5000萬人民幣天使輪融資，投資方中包括電池企業(yè)。作為動力電池的終極目標，半固態(tài)與固態(tài)電池企業(yè)持續(xù)獲得資本賦能與資源傾斜，疊加車企、電池企業(yè)入局，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程穩(wěn)步推進。

動力電池全球市場份額排行

數(shù)據(jù)顯示，由于中國動力電池企業(yè)的強勢增長，2022年1-11月，LG、SK Innovation和三星SDI三家韓國動力電池制造商的全球市場份額僅剩23.1%，較上年同期下降7.4個百分點。與此同時，寧德時代、比亞迪和中航鋰電三家排名靠前的中國企業(yè)合計占全球市場份額的54.7%，比上年同期增長11個百分點。而在排名前十的動力電池企業(yè)中，中國企業(yè)占據(jù)多達6席，合計市場份額達到64.5%。

具體來看，韓國企業(yè)市場份額的下降與中國企業(yè)的激增形成了鮮明對比。作為全球最大的動力電池供應商，去年前11個月，寧德時代的裝機量達到165.7GWh，同比增長101.8%，市場份額由上年同期的32.3%上升至37.1%，增長4.8個百分點。

在過去的2022年，比亞迪以186萬輛的年銷量位居全球新能源汽車企業(yè)第一。相應地，比亞迪電池的供貨量也隨之大幅增長。2022年1-11月，比亞迪電池的裝機量達到60.6GWh，同比增長168.3%。市場份額由上年同期的8.8%上升至13.6%，增長4.8個百分點，反超韓國LG躍居世界第二。

與此同時，韓國LG同期的裝機量為54.8GWh，盡管較上年同期增長9.7%，但市場份額從19.6%降至12.3%，全球排名降至第三。日本松下以7.7%的市場份額繼續(xù)位列第四，但較上年同期下降了5.1個百分點，并且是排名前十的電池企業(yè)中唯一的日本企業(yè)。

除此之外，韓國的SK Innovation從6.0%降至5.9%，仍排名全球第五;三星SDI的市場份額維持在5%，位居第六。緊隨其后的又是四家中國公司：中航鋰電(4%)、國軒高科(2.8%)、欣旺達(1.7%)和蜂巢能源(1.3%)，且裝機量較之上年同期均增長110%。

《2021-2026年中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略研究報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。