电池行业重新洗牌,固态电池将迎来爆发吗

大家好，小科来为大家解答以上问题。电池行业重新洗牌，固态电池将迎来爆发吗这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、固态电池兴起的原因是什么？

2、新能源汽车液态锂离子电池存在安全隐患，指向液态电解质。

3、固态电池不仅是安全问题的解决方案，而且通过增加能量密度来延长电池寿命。

4、正是因为固态电池的工艺路线还不成熟，降低成本还需要一个过程，完全产业化预计需要5-10年。所有企业都期望抓住未来发展的机遇，赢得市场份额。

5、这份报告将为你解答：

6、基本概念

7、行业现状及发展趋势

8、企业不同固态电池的电解液技术路线

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10、固态电池的基本概念

11、//液态锂电池与固态电池的比较

12、显然，固态电池有很多优点：

13、高能量密度：5V以上，可搭配高压电极材料；高安全性：不易燃、耐高温、无腐蚀性、不易挥发；

14、优点：可制成薄膜电池、柔性电池，更简单、更安全；

15、长循环寿命：固体电解质有望避免界面膜和锂枝晶刺穿隔膜的问题，循环有望提升；

16、工作范围广：无机固体电解质最高温度可达300；体积小：缩短正负极距离，减小电池厚度。

17、然而，不可避免的是，固态电池仍然存在充电快、成本高的缺点。

18、//材料

19、固态电池的正极材料一般分为四类：三元锂、硫酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂。一般采用复合电极作为阴极材料，在电极中起到传输离子和电子的作用。根据高新技术产业研究院数据，三元材料出货量占比最高；其次是磷酸亚铁锂。具有能量密度优势的三元材料有望进一步取代磷酸亚铁锂市场。固态电池的正极材料主要分为三类：锂金属正极材料、碳族正极材料和氰化物正极材料。其中，锂金属负极材料具有高容量、低电位的优点，因此成为全固态锂电池最重要的负极材料之一。使用锂作为负极有望将能量密度提高40-50%。目前，全球锂盐产能主要集中在，约占70%。产能利用率超过60%。

20、固态电解质是固态电池的核心，电解质材料在很大程度上决定了固态锂电池的性能参数。固态电池按电解质分类，固态电池的路径可分为聚合物、氧化物和硫化物。其中，聚电解质属于有机电解质，具有界面相容性和可加工性、易于大规模生产、柔韧性好等优点。但室温下离子电导率较低，难以适应高。该氧化物固体电解质具有离子电导率高、循环性好、易于生产、稳定性好等优点。与液体的可比电导率相比，硫化物具有电导率高的优点。目前氧化物固体电解质发展最快，其次是硫化物电解质。氧化物综合发展相对均衡。另外两种电解质存在成本高或研发困难等问题，不能满足大规模生产应用的要求。

21、//产业链

22、固态电池正处于研发阶段；d技术，这是液态锂电池的升级版。因此，固态电池的产业链与锂电池相似，但两者的主要区别在于中上游正极材料和电解液的不同。过渡阶段，半固态电池仍将使用隔膜和电解质；全固态电池将完全取代电解液和隔膜，但正负极活性材料无需大改，活性材料仍保持原有材料体系。在应用领域，固态电池有望率先发挥安全性和灵活性的优势，应用于微电池

23、为了满足节能减排的需要，许多相继出台了多项支持新能源的发展政策，明确了固态电池的发展目标和产业技术规划。2019年12月，工信部发布《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》(征求意见稿)。在“实施电池技术突破行动”中，加快推进固态动力电池技术研发和产业化被列为“新能源汽车关键技术研究项目”。主要围绕“推动锂电池产业发展”和“推动新能源汽车动力电池升级”展开。预计在2020-2025年，将努力提高电池的能量密度，并将其转化为固态电池，2030年将开发可商用的全固态电池。能源部的部署重点是电池正负极材料的创新，电池的优化和成本的降低，或使电池摆脱对钴等重要材料的依赖，回收动力电池材料；德国政府的战略是加大资金支持，未来发展目标是以全固态电池为重点，支持锂电子技术和新概念电池；为了满足多元化的市场需求，未来的发展目标是从三元体系向全固态电池和锂硫电池发展，同时密切关注氢燃料电池。

24、//技术趋势

25、固态电池的发展采取逐步颠覆的策略，液态电解质含量逐渐降低，全固态电池是最终形态。预计2025年半固态电池可以量产，2030年全固态电池可以商业化。传统的半固态电池锂电池是由凝胶电解质制成的锂电池。该凝胶电解质材料封装简单，循环性能和倍率性能好，形状多样，满足商业化需求。缺点是能量密度的提高是有限的

26、　　// 市场规模

27、　　固态电池专利数量过去十年显著提升。根据Grand View Research的报告2030年全球固态电池市场空间有望达到1500亿元，固态电池市场空间约200亿元。

28、　　// 行业现状

29、　　固态电池领域市场参与者众多，车企、电池企业、投资机构、科研机构等在 资本、技术、人才三方面进行博弈。在欧美大多数政府采取拨款助力固态电池研发，科研机构及固态电池初创企业是主力，初创企业有Solid Power、 SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等。韩国电池企业选择纵向联合，共同开发固态电池技术。车企在固态电池上的研发起点相对较早，企业依靠自身优势组建研发团队。最早入局的丰田在2008年就与固态电池创企伊利卡（Ilika）展开了合作。三菱、日产、松下等大部分企业纷纷加速布局固态电池行业，争取早日实现量产。

30、　　国内全固态锂电池仍处于基础性研究阶段，国内企业不及、德国、等起步早。主要参与者包括化学所、青岛能源所、宁波材料所等研究机构，赣锋锂业、宁德时代等电池企业；同时一些汽车零部件厂商和新能源厂商也加快了进入固态电池的跨界投资的步伐，比如万向集团、比亚迪等企业。

31、　　车企参与多采用投资 startup 的形式：大众投资 Quantum Scape，雷诺-日产-三菱联盟投资 Ionic Material，福特、宝马、现代投资 Solid power，北汽、上汽投资清陶，蔚来、天际、爱驰合作辉能科技。车企曾集体错过了液态锂电的布局先机，故加大固态电池领域的投入，以摆脱在这一核心零部件上受制于人的局面。

32、　　// 与氢燃料电池的对比

33、　　固态锂电池和氢燃料电池相比，在技术领域方面，固态锂电池在能源效率、安全性、基础配套等方面更胜一筹，而氢燃料电池在续航、技术成熟度方面更胜一筹。在应用领域方面,固态锂电池属于液态锂电体系升级版本，未来在新能源汽车领域有大规模应用可能性；氢燃料电池已经在新能源汽车领域有一定应用，也是现在大多数厂商所推崇的电池。总结得出，从目前来看固态锂电池技术尚不成熟，能量密度优势尚未体现。氢燃料电池虽然应用领域不如液态锂电池广泛，但目前产品技术相对成熟，完全能够满足车用要求。从长期来看，二者在新能源汽车领域均有广泛的应用潜力，能为新能源汽车在不同应用场景多元化技术路线方案。

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35、　　不同企业固态电池的电解质技术路线

36、　　从全球来看，约有50多家制造企业、初创公司和高校科研院所致力于固态电池技术，但均尚未实现大规模商业化。欧美主要是聚合物体系，侧重固液混合技术。在亚洲，中日韩主要是氧化物、硫化物体系。近年多家企业建立氧化物固态电池生产线。目前来看氧化物体系进展最快，硫化物体系紧随其后，高能聚合物体系仍处于实验室研究阶段，硫化物和聚合物体系都已取得长足进展。

37、　　// 聚合物电解质技术路线企业

38、　　法国Bollore：法国Bollore在2011年实现聚合物固态锂电池商业化，核心点采用高温加热。技术运用于市内租赁电动车中，是全球首个固态电池电动车商业化的公司。Bollore的金属锂原料来自于赣锋。该体系技术相对成熟，成本低廉，是当前量产能力最强的固态电池，公司利用自主开发的电动汽车“Bluecar”和电动巴士“Bluebus”在法国巴黎及其郊外提供汽车共享服务“Autolib”。产品主要应用于电动汽车和重型车辆和集成到较大的固定式存储单元。

39、　　Solid Energy：Solid Energy是锂金属技术和产品的全球领先研究者，开发商和制造商。公司采用超薄锂金属负极和同时拥有固态和液态部分的电解质，实现了电池能量密度提升一倍，重量减少一半，预计固态电池上市2021年，装车时间2026年。目前已经小规模试制用于原型演示和专业航空航天市场。在商业模式上，建立了开放型生态系统，与知名公司开展战略合作，来加速锂金属电池技术这项突破性技术在电池行业的商业化。公司产品的应用领域主要面向航空、航天的用户以及民用无人机等。

40、　　// 氧化物电解质技术路线企业

41、　　赣锋锂业：赣锋锂业作为全球最大的金属锂生产商，与宁波材料所许晓雄团队合作推进产业化。公司拥有建立的全球最完整的锂产业价值链涵盖了锂行业上下游的各重要板块。核心技术可使电解质孔隙率更低，加工工艺的可重复性和电导率也得到了提升。公司的主要产品为金属氧化物固态电解质产品，GARNET 型和 LISICON 型氧化物电解质粉体(LATP&LLZXO粉体)，赣锋第三代固态电池是基于金属锂负极的全固态锂电池，能量密度达>400Wh/kg。主要应用于于电动汽车、各种储能设备及各种消费型电子设备。合作伙伴有特斯拉、宝马、大众、LG化学等。

42、　　辉能科技：辉能科技是发布第一代固态氧化物的基础电解质技术平台，创造出柔性具基本导电性的电解质。全球首创“固态陶瓷电解质”的锂电池，改用抗压的固态陶瓷电解质取代隔离层和电解液，安全性有保障且固态锂电池不会起火或爆炸，PLCB 的能量密度已高于大部分现有电动车电池，成功提升优良率及产能且降低制造成本。目前产品应用的领域是微型电子、消费电子领域、3C产品等。

43、　　// 硫化物电解质技术路线企业

44、　　丰田:丰田在固态电池方面的研究围绕着无机全固态锂电池的开发研究、如何减少硫化氢的产生以及如何提高固体电解质的离子电导率等方面。核心技术解决了在固态电池能量密度方面问题，达到续航里程将大幅提升，充电速度上升；在电池寿命方面，固态电池在使用 30 年后仍保持90%以上的性能。丰田计划2022年推出固态电池的车型和全面掌握全固态电池相关技术，2025年实现规模量产。产品主要应用于电动汽车领域。

45、　　宁德时代:公司核心技术为动力和储能电池领域，材料、电芯、电池系统、电池回收二次利用等全产业链研发及制造能力，宁德时代2013年后加大硫化物固态电池布局，申请的刚性膜片及硫化物固态锂金属电池专利，一方面使用金属锂作负极，提高能量密度，另一方面解决了安全性和循环寿命等难题，有力提升了固态锂金属电池的循环性和降低短路发生几率。产品应用领域是电动客车、电动乘用车和电动物流车。公司全固态电池还在开发中，预计2030年后产品实现商品化。

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47、　　总结

48、　　固态锂电技术路径的确定性并非绝对，最早实现动力领域产业化的时间节点，预期是在 2025 年左右将研制出高能量密度、高安全性且综合性能优异的固态锂电池，并推向产业化应用。固态电池应用领域的渗透路径预期为：特种设备 ➩ 消费锂电（柔性化以及薄体积对 3C 产品意义重大） ➩ 动力锂电 。

49、　　对锂电池企业：固态电池壁垒较液态电池更高，率先实现产业化者享有高溢价，初创公司进入的可能性也不大，主要是利好于锂行业和固态电池研究居前的公司；

50、　　对锂电池产业链：电池行业重新洗牌，固态电池推广后，已有的液态电池产业链将迎来巨大冲击，可能导致已有的电池竞争格局发生突变。产业链上游的金属锂需求势必增加，让锂元素扮演更加重要的角色是提升锂电能量密度的核心思路之一。

51、　　对电池材料：产业链中游的正极材料方面， 与当前发展方向较为相符；负极材料方面，原本石墨，碳硅负极向金属锂转变，可能冲击较大。不再需要隔膜和电解液，逼迫相应企业紧跟趋势实施转型。

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