一、產(chǎn)業(yè)鏈：半固態(tài)-全固態(tài)迭代，電解質(zhì)-負(fù)極-正極梯次升級(jí)
固態(tài)電池技術(shù)迭代基于液態(tài)體系，順序遵循固態(tài)電解質(zhì)-新型負(fù)極-新型正極。主流廠商按照半固態(tài)到全固態(tài)的發(fā)展路徑布局，核心變化在于引入固態(tài)電解質(zhì)，電解質(zhì)預(yù)計(jì)從聚合物+氧化物的半固態(tài)路線，向氧化物半/全固態(tài)路線，再向硫化物全固態(tài)路線迭代；負(fù)極從石墨，向硅基負(fù)極、含鋰負(fù)極，再向金屬鋰負(fù)極升級(jí)；正極從高鎳三元，向高電壓高鎳三元、超高鎳三元，再向尖晶石鎳錳酸鋰、層狀富鋰錳基等新型正極材料迭代；隔膜從傳統(tǒng)隔膜，向氧化物涂覆隔膜，再向固態(tài)電解質(zhì)膜升級(jí)。
產(chǎn)業(yè)鏈方面，電池端企業(yè)主要有寧德時(shí)代、比亞迪、衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、億緯鋰能、贛鋒鋰業(yè)、輝能科技、國軒高科、孚能科技、蜂巢能源等；固態(tài)電解質(zhì)企業(yè)主要有天目先導(dǎo)、藍(lán)固新能源、奧克股份、上海洗霸、金龍羽、瑞泰新材等；固態(tài)電解質(zhì)前驅(qū)體鋯源/鍺源企業(yè)有東方鋯業(yè)、三祥新材、云南鍺業(yè)、馳宏鋅鍺等；負(fù)極企業(yè)有蘭溪致德、貝特瑞、翔豐華等；正極企業(yè)有容百科技、當(dāng)升科技等；隔膜企業(yè)有恩捷股份等；此外整車企業(yè)以自研或增資入股等方式積極入局，代表公司有豐田、日產(chǎn)、本田等。
圖表：固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
二、國內(nèi)：半固態(tài)電池率先落地，23年開始小批量裝車
半固態(tài)電池國內(nèi)率先量產(chǎn)，23年開始小批量裝車，24年實(shí)現(xiàn)規(guī)模放量。國內(nèi)以市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)為主，行業(yè)基本選用可量產(chǎn)的半固態(tài)路線，電解質(zhì)選用聚合物+氧化物復(fù)合路線，正極仍選用高鎳三元體系，負(fù)極升級(jí)為預(yù)鋰化的硅基負(fù)極，實(shí)現(xiàn)能量密度360Wh/kg。代表廠商為衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)、輝能科技等，已在高端無人機(jī)、航天、軍工等高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，23年實(shí)現(xiàn)360Wh/kg以上裝車發(fā)布，如蔚來、上汽、賽力斯、高合等，成為產(chǎn)業(yè)化元年，但仍需規(guī)模效應(yīng)降本，24年實(shí)現(xiàn)小規(guī)模放量，24-25年迎來商業(yè)化轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
三、寧德時(shí)代：推出凝聚態(tài)電池，開啟下一輪創(chuàng)新節(jié)奏的里程碑
推出凝聚態(tài)電池，兼具高比能與高安全，可快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。寧德時(shí)代2023年4月19日推出凝聚態(tài)電池，兼具高比能和高安全，并且可以快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，是開啟寧德時(shí)代下一輪創(chuàng)新節(jié)奏的里程碑，能量密度可高達(dá)500Wh/kg。該電池采用高動(dòng)力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì)，構(gòu)建納米級(jí)別自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)鏈間相互作用力，在增強(qiáng)微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)，提高電池動(dòng)力性能，提升鋰離子運(yùn)輸效率。此外凝聚態(tài)電池還聚合了包括超高比能正極、新型負(fù)極、隔離膜以及新工藝等一系列創(chuàng)新技術(shù)，使之既具備優(yōu)秀的充放電性能，又具備高的安全性能。
2023年內(nèi)具備車規(guī)級(jí)量產(chǎn)能力，同時(shí)進(jìn)行航空級(jí)合作開發(fā)。公司正在進(jìn)行民用電動(dòng)載人飛機(jī)項(xiàng)目的合作開發(fā)，執(zhí)行航空級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試，滿足航空級(jí)別安全與質(zhì)量要求。同時(shí)，寧德還將推出凝聚態(tài)電池的車規(guī)級(jí)應(yīng)用版本，可在2023年內(nèi)具備量產(chǎn)能力。凝聚態(tài)電池的問世將會(huì)對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和產(chǎn)生積極深遠(yuǎn)的影響，為追求清潔環(huán)保的未來提供有力支持。
重點(diǎn)布局硫化物全固態(tài)路線，但距離商業(yè)化仍需5年以上。與日韓企業(yè)路線相似，寧德時(shí)代直接布局最具潛力的硫化物全固態(tài)電解質(zhì)。寧德時(shí)代自13年起申請(qǐng)固態(tài)電池相關(guān)專利，具有多年技術(shù)儲(chǔ)備，其中9項(xiàng)專利內(nèi)容中含有硫化物固態(tài)電解質(zhì)，專利內(nèi)容包含基于硫化物的固態(tài)電解質(zhì)、正極極片、固態(tài)電池、電池材料回收等方面。公司目前已有高能量密度的固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)室樣品，但距離實(shí)現(xiàn)商業(yè)化仍需5年以上。
以全固態(tài)鋰金屬電池為發(fā)展目標(biāo)，不斷提升能量密度與安全性。針對(duì)高端市場(chǎng)，寧德時(shí)代將持續(xù)投入全固態(tài)鋰金屬等新材料技術(shù)的研發(fā)，以鋰金屬負(fù)極材料為發(fā)展方向，正極材料由傳統(tǒng)三元向高壓三元、無金屬材料迭代升級(jí)，通過不斷攻關(guān)工藝難題與關(guān)鍵技術(shù)，爭(zhēng)取到2030年前后實(shí)現(xiàn)真正意義上的超長(zhǎng)續(xù)航、安全及具成本競(jìng)爭(zhēng)力的鋰電池技術(shù)。
四、比亞迪：專利數(shù)量多覆蓋范圍廣，技術(shù)儲(chǔ)備豐富
深耕固態(tài)電解質(zhì)多年，專利數(shù)量眾多。公司于11年起申請(qǐng)
固態(tài)電池相關(guān)專利，截止23年3月已申請(qǐng)50余項(xiàng)，獲30余項(xiàng)專利授權(quán)，申請(qǐng)中專利10余項(xiàng)，專利儲(chǔ)備豐富。
研發(fā)涵蓋多種路線，技術(shù)不斷更新迭代。公司技術(shù)路線包含聚合物、氧化物、硫化物和復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，其中聚合物路線主要包括PEO和聚烯酸酯類，氧化物、硫化物和復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)路線研究范圍廣泛，多種路線同步進(jìn)行，不斷升級(jí)迭代。此外，公司不斷優(yōu)化正/負(fù)極材料，對(duì)三元正極包覆硫化物電解質(zhì)、鉬酸鹽等以改善離子傳輸和循環(huán)性能；負(fù)極采用硅基核殼結(jié)構(gòu)、銻/鉍鋰合金以提高離子/電子電導(dǎo)性和電化學(xué)性能。
技術(shù)儲(chǔ)備豐富，后續(xù)或升級(jí)固態(tài)+短刀+CTC體系。公司申請(qǐng)固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)的專利覆蓋固態(tài)電解質(zhì)材料、正/負(fù)極材料修飾與改性、電池結(jié)構(gòu)、電池包與模組設(shè)計(jì)等，專利覆蓋范圍廣泛，技術(shù)儲(chǔ)備豐富，符合公司發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合傳統(tǒng)電池包向CTC路線發(fā)展的趨勢(shì)，推測(cè)第三代刀片電池可能使用固態(tài)軟包。
五、衛(wèi)藍(lán)新能源：承接物理所核心專利，工藝技術(shù)全面領(lǐng)先
脫胎于中科院物理所，掌握原位固態(tài)化核心工藝。衛(wèi)藍(lán)新能源于2016年成立，由中科院院士陳立泉、研究員李泓、原北汽總工俞會(huì)根共同創(chuàng)辦，是中科院物理所固態(tài)電池唯一的產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)，承接所有相關(guān)專利，研發(fā)實(shí)力全面領(lǐng)先，獲小米集團(tuán)、蔚來資本、華為哈勃、天齊鋰業(yè)、吉利控股等入股。公司主打半固態(tài)路線，采用聚合物+氧化物（LATP為主）復(fù)合路線，首創(chuàng)原位固態(tài)化等八大核心工藝，改善固-固界面接觸，并與液態(tài)電池工藝基本兼容，鑄造產(chǎn)品護(hù)城河。
與蔚來、吉利等眾多車企達(dá)成合作，23年下半年裝車上線。20年8月，公司溧陽基地中試線投產(chǎn)(0.2gwh)，針對(duì)無人機(jī)、AGV等消費(fèi)領(lǐng)域，能量密度達(dá)275Wh/kg，支持7C高功率放電。22年6月，公司湖州基底投產(chǎn)(2gwh)，針對(duì)動(dòng)力領(lǐng)域，能量密度達(dá)360Wh/kg，23年上半年開始規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)計(jì)下半年搭載蔚來ET7的150kwh電池包上線，續(xù)航里程突破1000km，成本較為昂貴，仍需規(guī)模效應(yīng)和研發(fā)突破，進(jìn)一步降本。此外公司已開發(fā)鐵鋰儲(chǔ)能電芯，具備本征安全屬性，能量密度150Wh/kg，已開始示范應(yīng)用(4MWh)。全固態(tài)電池方面，公司計(jì)劃24、25年推出400、500Wh/kg產(chǎn)品，量產(chǎn)進(jìn)度較為領(lǐng)先。
遠(yuǎn)期規(guī)劃產(chǎn)能超50gwh，形成完善產(chǎn)業(yè)鏈布局。公司22年底產(chǎn)能2.2gwh，遠(yuǎn)期產(chǎn)能規(guī)劃超50GWh。公司電解質(zhì)與天目先導(dǎo)、藍(lán)固新能源、盟固利合作，正極與容百、當(dāng)升簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，負(fù)極與天目先導(dǎo)、貝特瑞、天齊鋰業(yè)合作，隔膜與恩捷股份簽約，形成完善產(chǎn)業(yè)鏈布局。
固態(tài)電池的海內(nèi)外政策推動(dòng)，固態(tài)電池的應(yīng)用與空間分析 
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楊興杰
研究院服務(wù)號(hào)