固態(tài)電池行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化元年 固態(tài)電池行業(yè)市場(chǎng)機(jī)遇分析2023

• 方蔓桃 2023年9月28日 來源：百度 550 30
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全固態(tài)電池界面接觸問題較為嚴(yán)重，工藝尚不成熟，生產(chǎn)成本高昂。固態(tài)電解質(zhì)缺乏流 動(dòng)性，導(dǎo)致固-固接觸面積小，阻抗增大等問題出現(xiàn)，整體電導(dǎo)率較低，制約固態(tài)電池產(chǎn) 業(yè)化應(yīng)用。研發(fā)合適的固態(tài)電解質(zhì)以及電極材料體系難度較大，且目前固態(tài)電池的工藝 技術(shù)尚未成熟，

目前固態(tài)電池行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化元年，全球主流車企、電池廠紛紛布局加碼，但受限于供給端技術(shù)、產(chǎn)線、成本等因素，全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需時(shí)日，半固態(tài)電池已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)裝車，并在后續(xù)車型上有望發(fā)力。此外，固態(tài)電池在3C數(shù)碼、無人機(jī)等應(yīng)用場(chǎng)景也已實(shí)現(xiàn)拓展，有望進(jìn)一步貢獻(xiàn)增量。

固態(tài)電解質(zhì)包含聚合物、氧化物、硫化物三種類型。聚合物兼具柔性與低成本，與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容度高;氧化物穩(wěn)定性突出，綜合性能優(yōu)秀，成本適中;硫化物電導(dǎo)率更高，動(dòng)力電池場(chǎng)景遠(yuǎn)期更有前途，但穩(wěn)定性較差，目前還處于研發(fā)階段。目前半固態(tài)電池主要采用氧化物(LLZO、LATP、LLTO)與聚合物固態(tài)電解質(zhì)(PEO基)。

如果你想了解固態(tài)電池行業(yè)的環(huán)境、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?fàn)顩r、市場(chǎng)供需、競(jìng)爭(zhēng)格局、標(biāo)桿企業(yè)、發(fā)展趨勢(shì)、機(jī)會(huì)風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展策略與投資建議等進(jìn)行了分析……我們研究院撰寫的《2023-2028年中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》。重點(diǎn)分析了我國(guó)固態(tài)電池行業(yè)將面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對(duì)固態(tài)電池行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)及前景作出審慎分析與預(yù)測(cè)。

固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)取代電解液，具備安全性優(yōu)勢(shì)。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)部分 或全部代替電解液。固態(tài)電解質(zhì)主要包括聚合物、氧化物、硫化物三種類型。與電解液 相比，固態(tài)電解質(zhì)同時(shí)具備不易燃、耐高溫、化學(xué)活性低的特性，此外還具備一定的力 學(xué)強(qiáng)度，可以更好的抑制鋰枝晶生長(zhǎng)，抵抗外界應(yīng)力沖擊，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)，從而大幅 提高電池安全性能。 固態(tài)電解質(zhì)兼容更高比容量正負(fù)極材料，打開能量密度上升空間?！袄锍探箲]”是電動(dòng)車 領(lǐng)域始終繞不開的話題，也不斷推動(dòng)著電池能量密度的不斷提高。正負(fù)極材料化學(xué)體系 決定著電芯能量密度的上限。與電解液相比，固態(tài)電解質(zhì)具備更高的安全性與更寬的電 壓窗口，有望解決高壓正極材料如富鋰錳基、尖晶石鎳錳酸鋰與現(xiàn)有電解液不兼容的問 題。固態(tài)電解質(zhì)具備一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以補(bǔ)償負(fù)極材料尤其是硅基材料的體積變化應(yīng)力， 也不容易導(dǎo)致鋰損耗，提升硅基材料循環(huán)性能，從而使硅基負(fù)極向更高硅含量拓展。此 外，固態(tài)電解質(zhì)適配鋰金屬負(fù)極，有望最終實(shí)現(xiàn)鋰金屬電池的產(chǎn)業(yè)化。

日產(chǎn)表示已經(jīng)成功開發(fā)出全固態(tài)電池，預(yù)計(jì)2025年試生產(chǎn)，2028年正式生產(chǎn)一款固態(tài)電池的電動(dòng)汽車;贛鋒宣布搭載自家電池的固態(tài)純電SUV將要在今年上市;高樂股份發(fā)公告正式量產(chǎn)2GWH固態(tài)電池項(xiàng)目......種種消息令人感覺固態(tài)電池商業(yè)化的腳步越來越近了。

同時(shí)，股市固態(tài)電池板塊大爆發(fā)，強(qiáng)勢(shì)吸睛。珈偉新能、山東章鼓、新綸新材、金龍羽、豪鵬科技等出現(xiàn)漲停，贛鋒鋰業(yè)收漲超6%，翔豐華漲超12%，上海洗霸，短短兩周內(nèi)股價(jià)更是上漲近7成。

固態(tài)電池是一種使用固體正負(fù)極和固體電解質(zhì)，不含有任何液體，所有材料都由固態(tài)材料組成的電池，具有安全性好、能量密度高、循環(huán)性能強(qiáng)、適用溫度范圍大等優(yōu)點(diǎn)。固態(tài)電池被公認(rèn)為下一代電池的重要發(fā)展方向，有望在消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車、規(guī)模儲(chǔ)能方面獲得應(yīng)用。

全固態(tài)電池界面接觸問題較為嚴(yán)重，工藝尚不成熟，生產(chǎn)成本高昂。固態(tài)電解質(zhì)缺乏流 動(dòng)性，導(dǎo)致固-固接觸面積小，阻抗增大等問題出現(xiàn)，整體電導(dǎo)率較低，制約固態(tài)電池產(chǎn) 業(yè)化應(yīng)用。研發(fā)合適的固態(tài)電解質(zhì)以及電極材料體系難度較大，且目前固態(tài)電池的工藝 技術(shù)尚未成熟，特別是在大規(guī)模生產(chǎn)方面存在一些挑戰(zhàn)。此外，固態(tài)電池使用的材料多 為新型材料，成本相對(duì)較高，由于制造工藝尚未成熟，生產(chǎn)設(shè)備和流程的投入也較大， 導(dǎo)致在當(dāng)前情況下固態(tài)電池的生產(chǎn)成本居高不下。

半固態(tài)電池兼具性能與生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。半固態(tài)電池是液態(tài)電池向全固態(tài)電池過渡的中間方案，采用原位固化技術(shù)引入聚合物凝膠網(wǎng)絡(luò)，通過在正極材料、負(fù)極材料或隔膜兩側(cè)涂覆固 態(tài)電解質(zhì)，同時(shí)保留傳統(tǒng)液態(tài)電解液，實(shí)現(xiàn)固-液混合。 與液態(tài)電池相比，半固態(tài)電池引入了固態(tài)電解質(zhì)，可以在現(xiàn)有體系的基礎(chǔ)上提升能量密 度與安全性;與全固態(tài)電池相比，半固態(tài)電池保留了部分電解液，改善了電導(dǎo)率以及界 面接觸的問題。由于基本保留了液態(tài)電池結(jié)構(gòu)，半固態(tài)電池與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容度高，沒有 對(duì)電池企業(yè)生產(chǎn)工藝帶來更大挑戰(zhàn)，綜合來看是行業(yè)目前更優(yōu)的選擇方案。

在鋰離子電池的體系之外，鈉離子電池也在未來市場(chǎng)格局中占有一席之地。鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)在于，鈉金屬的儲(chǔ)備資源豐富，價(jià)格低廉，而且離子電導(dǎo)率相同時(shí)，鈉鹽比鋰鹽電解液的濃度低，因此成本更低。此外，鈉離子還具有更好的界面動(dòng)力學(xué)能力。盡管當(dāng)前鈉離子電池的很多優(yōu)勢(shì)還停留在概念階段，但這一細(xì)分領(lǐng)域無疑蘊(yùn)藏巨大商業(yè)潛力。

當(dāng)前，鈉離子電池市場(chǎng)處于多種材料體系并行發(fā)展?fàn)顟B(tài)：正極路線主要包括金屬氧化物路線、聚陰離子路線、普魯士藍(lán)/白路線;負(fù)極材料有碳基材料、過渡金屬化合物、合金類、有機(jī)類;而電解液體系則包括有機(jī)系、水系和固態(tài)。不同正負(fù)極材料體系需要適配不同的鈉電電解液，電解液配方和電芯性能之間存在復(fù)雜的構(gòu)效關(guān)系，電解液方案中不同溶質(zhì)、溶劑、添加劑配方極大影響電芯性能，目前鈉離子電池技術(shù)迭代方式盤根錯(cuò)節(jié)，較為復(fù)雜，但歸納來說，性能上主要存在兩個(gè)優(yōu)化方向：

在新能源汽車產(chǎn)業(yè)風(fēng)生水起的背景下，全球多個(gè)龍頭企業(yè)開始在固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)力，其研發(fā)重點(diǎn)就在能量密度和安全性兩個(gè)維度。其中，歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家的巨頭企業(yè)，在多個(gè)細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯。其中，以三星、三菱、寶馬、現(xiàn)代、比亞迪、寧德時(shí)代為首的數(shù)家企業(yè)旨在通過獨(dú)自研發(fā)或組合并購(gòu)等方式加緊布局固態(tài)電池的儲(chǔ)備研發(fā);以寶馬、豐田、博世、本田為代表的領(lǐng)先車企則選擇通過合作的方式確定研究方向。

此外，豐田宣布與松下合作研發(fā)固態(tài)電池;寶馬宣布與SolidPower公司合作研發(fā)固態(tài)鋰電池;博世與日本著名的GSYUASA(湯淺)電池公司及三菱重工共同建立了新工廠，主攻固態(tài)陽(yáng)極鋰離子電池;而本田與日立造船合作建立的機(jī)構(gòu)也已研發(fā)出Ah級(jí)電池。日本更是將固態(tài)電池研發(fā)提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，而我國(guó)也早將固態(tài)電池研發(fā)提上日程。2020年11月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》。其中明確指出，要加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，這為我國(guó)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的政策后盾。

整個(gè)新能源電池市場(chǎng)空間不斷擴(kuò)大，這就導(dǎo)致液態(tài)鋰電池供不應(yīng)求。和液態(tài)鋰電池相比，目前市場(chǎng)上已經(jīng)流通的半固態(tài)電池技術(shù)更先進(jìn)，產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)更明顯，因此在市場(chǎng)接受度方面也在不斷提高。隨著市場(chǎng)占有率不斷哭到，更多的企業(yè)也將專注于解決全固態(tài)電池存在的技術(shù)瓶頸，以便將下游應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)一步延伸，開拓更廣闊的市場(chǎng)。

近年來，固態(tài)電池作為鋰電池終極技術(shù)路線之一，已被不少上市公司關(guān)注并加速布局。國(guó)內(nèi)布局企業(yè)主要包括威格路、清陶能源、寧德時(shí)代、比亞迪、贛鋒鋰業(yè)、萬向一二三、比亞迪、國(guó)軒高科、珈偉股份、輝能、北京衛(wèi)藍(lán)等。

從國(guó)際范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)格局來看，全球固態(tài)電池研發(fā)可分為日韓、歐美以及中國(guó)三大板塊。日韓起步最早，并選擇了硫化物固態(tài)電解質(zhì)路線，目前持有的固態(tài)電池專利數(shù)量全球領(lǐng)先，其開發(fā)模式主要采取車企、電池和材料企業(yè)以及高校等科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合研發(fā)。而歐美則以氧化物固態(tài)電解質(zhì)路線居多，主要采取大型車企投資入局、自主開發(fā)的模式。我國(guó)當(dāng)前市場(chǎng)較為活躍，布局固態(tài)電池的企業(yè)既包括老牌電池企業(yè)，也有上游原材料企業(yè)和背靠大學(xué)研究所的科研專門機(jī)構(gòu)。我國(guó)制造商選擇的路線也非常豐富：硫化物路線代表企業(yè)有寧德時(shí)代、蜂巢能源等;氧化物路線代表企業(yè)有贛鋒鋰業(yè)、輝能科技等。同時(shí)，由于單一的電解質(zhì)技術(shù)路線很難解決所有的問題，因此很多企業(yè)尋求復(fù)合路線，例如衛(wèi)藍(lán)新能源則以氧化物和聚合物為主。

從企業(yè)數(shù)量來看，國(guó)內(nèi)固態(tài)電池企業(yè)數(shù)量處于逐年增加狀態(tài)。據(jù)企查查數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)共有996家固態(tài)電池相關(guān)企業(yè)，2017年至2022年10月分別新增企業(yè)70家、98家、93家、58家、58家、30家。從地區(qū)分布來看，廣東省260家、北京市77家、江蘇省156家、上海市48家、浙江省67家。

2月7日，干億鋰礦巨頭贛鋒鋰業(yè)宣布，控股子公司贛鋒鋰電在固態(tài)電池領(lǐng)域獲得新突破，搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動(dòng)SUV賽力斯SERES-5計(jì)劃干2023年3月開始交付。

所以半固態(tài)電池未來市場(chǎng)滲透率有望提升?？紤]到固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展尚處于早期，材料 實(shí)際價(jià)格與原材料成本相差較大，加工成本高昂，我們認(rèn)為隨著技術(shù)的不斷完善疊加規(guī) 模效應(yīng)，半固態(tài)有望率先在各個(gè)下游場(chǎng)景中得到應(yīng)用。半固態(tài)電池可以適配更高比容量 的正負(fù)極材料，能量密度提升后，單位成本有望進(jìn)一步降低。綜合考慮半固態(tài)電池相比 液態(tài)電池在安全性、能量密度上的優(yōu)勢(shì)，我們認(rèn)為半固態(tài)電池具備較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，未 來市場(chǎng)滲透率有望逐漸提升。

光大證券分析指出，2022-2023年會(huì)有一批領(lǐng)先的半固態(tài)電池企業(yè)逐漸發(fā)布車規(guī)級(jí)電池，2022年蔚來發(fā)布ET7、東風(fēng)發(fā)布E70鳳圖發(fā)布淚風(fēng)等搭載半固態(tài)電池的車型，預(yù)計(jì)2030年全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，固態(tài)電池將優(yōu)先從高端應(yīng)用市場(chǎng)開始商業(yè)化，例如無人機(jī)、醫(yī)用等領(lǐng)域，逐步向動(dòng)力及消費(fèi)電池領(lǐng)域擴(kuò)展。

固態(tài)電池行業(yè)前景分析

對(duì)于固態(tài)或半固態(tài)電池電解質(zhì)，和慣常電解液一樣，都應(yīng)考慮離子導(dǎo)通、電子絕緣、和電極的物理接觸、抗正極氧化、抗負(fù)極還原、電化學(xué)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定、空氣穩(wěn)定、機(jī)械穩(wěn)定等諸多因素，前述各個(gè)指標(biāo)的對(duì)應(yīng)溫度特性等性能需求，以及綜合成本低廉的規(guī)模推廣需求。

半固態(tài)電池裝車量產(chǎn)加速驗(yàn)證。目前半固態(tài)電池已經(jīng)在相關(guān)車型上得以量產(chǎn)驗(yàn)證。東風(fēng) 旗下已有兩款搭載半固態(tài)電池車型，22 年 E70 實(shí)現(xiàn)首批小規(guī)模交付，23 年嵐圖追光正式 量產(chǎn)，但其電池性能相較于目前液態(tài)電池而言并不具備優(yōu)勢(shì)。蔚來 ET7 可搭載衛(wèi)藍(lán)新能 源研發(fā)的 360Wh/kg 電芯，續(xù)航可突破 1000 公里，于今年 6 月底實(shí)現(xiàn)交付，進(jìn)入量產(chǎn)階 段。賽力斯 SERES5 搭載贛鋒鋰業(yè)第一代固態(tài)電池，能量密度為 260Wh/kg，今年 6 月已 經(jīng)實(shí)現(xiàn)首批交付。上汽、長(zhǎng)安、廣汽、北汽等車企也都推出了半固態(tài)電池的裝車計(jì)劃。

氧化物、硫化物未來有望突破。除已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的聚合物體系以外，氧化物、硫化物 體系未來在消費(fèi)電池領(lǐng)域也有望突破。2023 年 3 月，小米發(fā)布了預(yù)研的固態(tài)電池技術(shù)， 采用正極涂覆氧化物電解質(zhì)，適配鋰金屬負(fù)極，不僅實(shí)現(xiàn) 6000mAh 超大容量、能量密度 突破 1000Wh/L，更大幅提升低溫放電性能和安全性能。2023 年 5 月，據(jù)韓媒 The Elec 報(bào) 道，三星 SDI 在加大動(dòng)力電池研發(fā)的同時(shí)，也計(jì)劃將開發(fā)的硫化物固態(tài)電池應(yīng)用在智能 手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上。

固態(tài)電池的需求主要來自動(dòng)力電池、消費(fèi)電池以及儲(chǔ)能電池三個(gè)領(lǐng)域，我國(guó)固態(tài)電池的出貨量與這三個(gè)領(lǐng)域的鋰電池需求量及固態(tài)電池在這三個(gè)領(lǐng)域的滲透率息息相關(guān)。由于目前固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導(dǎo)率偏低等技術(shù)問題及成本昂貴等難題還未解決，全固態(tài)電池還無法馬上量產(chǎn)。據(jù)GII數(shù)據(jù)，到2026年國(guó)內(nèi)固態(tài)電池出貨量將達(dá)到38.9GWh。

未來，想要了解更多固態(tài)電池行業(yè)詳情分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2023-2028年中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》。

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  2023-2028年中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告

  固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。本報(bào)告由中研普華的資深專家和研究人員通過長(zhǎng)期周密的市場(chǎng)調(diào)...

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