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固态电池行业专题报告:固态电池产业化加速,未来市场空间广阔

固态电池行业专题报告:固态电池产业化加速,未来市场空间广阔

编辑:转自:行业报告研究院 发布时间:2024-12-20

1 固态电池安全性高,有望突破能量密度上限

1.1 固态电池概念:固态电解质替代电解液及隔膜

传统锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大部分组成。其中,正、负 极材料决定了电池的容量,隔膜用于隔离正负极,同时允许离子通过,电解液则是连 接正负极的介质,充当锂离子传输的媒介。固态电池是使用固体电解质来替代传统锂 离子电池的电解液和隔膜,实现离子传输和电荷储存,是一种新型的电池技术。 传统液态锂电池的两端为电池的正负两极,中间为液态电解质。在锂离子从正极到负 极再到正极的来回移动过程中,电池的充放电过程便完成了。固态电池的工作原理与 之相通,充电时正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌,通过固态电解质向负极迁 移,电子通过外电路向负极迁移,两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极 材料中;放电过程与充电过程恰好相反。

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根据电解液质量百分比含量,固态电池可分为“半固态电池”、“准固态电池”和“全 固态电池”三大类。 (1)半固体电池:电解液含量占比在5%-10%,半固态锂电池是固液混合电解质电池, 其电解质采用固液混合方案,固态电解质和液态电解质同时存在,在电芯构成上也保 留了传统液态锂电池的隔膜结构,为通往全固态电池路上的“折中方案”。 (2)准固态电池:电解液含量占比在0%-5%,准固态电池相较半固体电池电解液含量 更低,保留有传统液态锂电池的隔膜结构。 (3)固态电池:电解液含量占比为0%,全固态电池由固态电解质和固态电极构成, 电池内部正极、负极和电解质均采用固体材料,并去掉隔膜的电池类型。

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1.2 固态电池优势:具备高安全性能、高能量密度关键优势

1.2.1高安全性:工作温度范围宽,耐热性好

液态锂电池过热容易失控,产生各类安全问题。在使用过程中,过度充电、撞击、短 路、泡水等因素会导致电池热失控,导致燃烧、爆炸等安全风险。当液态电池温度上 升至90°C-120°C时,由于电池过热,锂电池负极表面SEI膜开始分解,嵌锂碳直接 暴露于电解液并反应放热、产生大量可燃气体;当电池温度上升至130°C时,电池隔 膜会开始熔化,导致电池发生内短路,释放大量热量,导致温度剧烈上升;电池温度 上升至200°C后,促进电解液气化分解,电池发生剧烈燃烧及爆炸。 固态电池工作温度范围更宽,耐热性更好。固态电池正常工作温度范围为-50℃- 120℃,与普通锂电池相比具有更广泛的温度适应性。同时,由于固态电解质具有耐 高温、不可燃、绝缘性好的特性,在受热过热时,固态电池不易产生短路问题,安全 性能大大提升。

1.2.2高能量密度:兼容高比容量正负极,电池结构优化

液态锂电池能量密度已经接近极限。电池能量密度与电极材料相关,近年来,液态锂 电池技术升级加速,正极、负极材料持续迭代,电池能量密度也不断提升。正极材料 方面,材料体系从磷酸铁锂向能量密度更高三元发展,而三元电池内部,也从333到523,再到811,不断改善。负极材料方面,早些年锂电池的负极普遍采用石墨,现在 加入了硅,借助硅碳负极,磷酸铁锂电池的能量密度取得了一定提升。目前,液态锂 电池技术已经基本成熟,主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下,三元锂电 池的能量密度在200-300Wh/kg之间,材料的潜能基本被挖掘得接近极限值。 固态电池能量密度能达到500Wh/kg以上,有望实现能量密度极限的突破。相较于液态 锂电池,固态电池能量密度极限更高。根据财经十一人数据,主流液态锂电池的能量 密度范围约为150-300Wh/kg,半固态电池约350Wh/kg左右,全固态电池可以达到 500Wh/kg以上,能量密度有望实现大幅提升。

固态电池能量密度的提升主要在于正负极材料和电池结构两个方面的升级。 (1)正负极材料:固态电解质本身不能提升能量密度,但是固态电解质能够兼容高比 容量正负极。传统电解液在电压4V以上时,就会发生分解反应,所以液态锂电池具有 一定的电压上限。固态电解质更稳定、更安全、电化学窗口更宽,能够承受5V以上电 压。因此固态电解质可以兼容高比容量的正负极,比如富锂基正极、硅负极、锂金属 负极等材料,进而大幅提升电芯能量密度。例如,在负极材料方面,目前主流负极材 料石墨的比容量为365mAh/g,固态电池负极材料硅碳负极的比容量高达1000- 2000mAh/g,金属锂的比容量高达3860mAh/g,比容量是石墨的10倍,硅碳负极、金属 锂负极的应用将能够大幅提升锂电池能量密度。

(2)电池结构方面:固态电池具备结构优势,能够在堆叠,PACK方面实现能量密度提 升。一方面,传统液态锂离子中,需要隔膜把正负极分隔,防止短路,同时需要在电 池中注入电解液,连接正负极。固态电解质则将电解液的隔膜功能合二为一,因为没 有液体的存在,电芯结构更加紧密,能量密度得到更高。另一方面,传统液态锂离子 电池的电解液具有流动性,内部的堆叠串联很容易发生短路,引发自放电和放热。固 态电解质不具备流动性,固态电池可以实现电芯内部的串联、升压,可以降低电芯的 包装成本,并提升整体的体积能量密度。

1.3 固态电池主要挑战:界面、成本问题是制约产业化的关键

1.3.1固-固界面:存在阻抗和相容性问题,影响循环和倍率性能

界面问题是制约固态电池性能的关键因素。固态电池电解质-电极界面为“固-固”界 面。与“固-液”界面相比,“固-固”界面存在阻抗大、相容性差的问题,继而造成 固态锂电池在循环性能、倍率性能等方面表现并不理想。 “固-固”界面问题主要表现在物理接触和化学接触两个方面。在物理接触上:电极和 电解质之间为点接触,接触面积小导致界面接触阻抗高,限制界面处锂离子传输;在 化学接触上:固态电池中金属锂负极和固态电解质相互接触后容易自发地发生化学 副反应,导致“固-固”界面稳定性降低,增大界面阻抗。 目前,在固态电池研发中,解决界面的主要方向之一是通过引入稳定的导电缓冲层消 除或减弱空间电荷效应,抑制界面层的生成,从而降低界面电阻。

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1.3.2离子电导率:固态电解质离子电导率低

固态电解质离子电导率低于液态电解质。离子电导率是衡量电解质中离子传导能力 的重要参数,它直接影响到电解质的电化学性能和电化学反应速率,对电池的充放电 性能有关键影响。电解质的电导率越高,电池内的电子运动就越快,电池的放电效率 就越高。与液态电解质不同,固态电解质中离子间相工作用力强,其离子迁移能垒是 液体的10倍以上、离子电导率低。 在目前主要的三大固态电解质中,常见的氧化物固态电解质室温离子电导率约为10- 4 -10-3 S/cm,比液态电解质离子电导率(约为10-2 S/cm)低1-2个数量级;聚合物固态电 解质室温离子电导率约为10-7 -10-5 S/cm,是三大固态电解质中最低,比液态电解质低 3-5个数量级;硫化物固态电解质室温离子电导率约为10-3 -10-2 S/cm,接近于液态电解 质的室温离子电导率,但硫化物电解质存在许多界面的不稳定性问题。 对比各类固态电解质,固态电解质的综合性能与液态电解质还有一定差距,无法支撑 全固态电池的实际应用。因此明确高离子电导率的实现条件是发展高性能固态电解 质、提高全固态电池充放电速度的关键。

1.3.3成本:材料成本、生产工艺和产业化程度造成成本较高

固态电池当前成本较高,制约大规模应用。与传统锂电池相比,固态电池成本较高, 主要原因包括材料成本高、制造工艺不成熟、生产规模小和供应链不完善等。 (1)材料成本方面:部分固态电池电解质使用了的硫化锂、氯化锂等高纯度化合物, 或者锆、锗等稀有金属,原材料成本高; (2)生产工艺方面:固态电池的制造工艺较为复杂,部分技术路线制备过程包括高 温烧结、界面优化等步骤,增加了生产成本,对设备和工艺控制也提出了更高要求; (3)产业化程度方面:目前固态电池的生产规模较小,尚未形成规模效应,叠加关 键材料供应链尚不完善,导致固态电池单位成本较高。 随着技术的进步以及产业的规模化,未来固态电池成本有望降低。根据Wind数据统 计,截至2024年10月,我国方形动力电芯平均价格在0.35-0.6元/Wh之间,远低于固 态电池价格。根据TrendForce集邦咨询预测,到2030年,全固态电池的电芯价格有望 降至1元/Wh左右;到2035年,全固态电池的电芯价格有望降至0.6-0.7元/Wh,基本与 传统液体锂电池价格接近。

2 材料体系迭代,从半固体向全固态转化

2.1 固态电池发展路线:半固体电池是过渡阶段

固态电池技术研发难度大,半固体电池是过渡阶段。目前,主流厂商主要是以半固态、 准固态形式介入固态电池领域,所以固态电池技术发展采用逐步转化策略,通过“液 态-半固态-准固态-全固态电池”的发展路径,逐步向全固态电池过渡。 从材料体系的变化来分类,固态电池的技术进步路线可以从三个方向发展: (1)电解质:固态电解质替换液体电解液。通过固态电解质替换液体电解液,使得 电池内液态电解质含量逐步下降,从液态锂电池25%电解液含量向10%、5%、1%电解液 含量发展。 (2)负极材料:增加负极材料中锂含量。负极金属锂含量逐步升级,从石墨负极向 预锂化负极、富锂负极、金属锂负极发展,最终发展至全固电池的最终形态。 (2)正极材料:采用更高能量正极材料。固态电池电解质化学窗口更宽,能够兼容 硫化物/镍锰酸锂/富锂锰基等能量密度更高的正极材料。

2.2 电解质:氧化物进展较快,硫化物上限较高

根据电解质不同,目前固态电池主要分为氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、聚 合物固态电解质三大主流技术路线。由于电解质的材料特性不同,三大主流技术路线 分别具备不同的产业化优势与挑战。

材料体系和材料特性方面:氧化物电解质综合性能好,硫化物电解质发展上限 更高

(1)聚合物电解质:聚合物电解质是由聚合物基体和锂盐共同组成,其中,锂盐 包括LiPF6、LiClO4和LiAsF4等,基体包括聚环氧丙烷(PPO)、聚偏氯乙烯(PVDC)、 聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。 材料特性方面,聚合物安全性能好、容易制备、机械性能好。但是,聚合物电 解质离子电导率偏低,目前主要通过加入固体塑化剂、陶瓷颗粒等填料或与其 他聚合物单体共聚等方式,提高材料的力学性能、化学稳定性,以及离子电导 率。

(2)氧化物电解质:氧化物电解质包括晶态和玻璃态两类。其中,NASICON型、 钙钛矿型、石榴石型以及LiSICON型等电解质都属于晶态电解质,而应用在薄 膜电池中的LiPON型电解质属于玻璃态电解质。 材料体系方面,钙钛矿型主要包括LLTO体系,目前研究方向主要是通过改变晶 体结构或将不同物质与之掺杂来提高LLTO的离子电导率;NASICON型固体电解 质 主 要 分 为 三 类 : LiZr2(PO4)3( 简 称 LZP) 、 LiTi2(PO4)3( 简 称 LTP) 和 LiGe2(PO4)3(简称LGP);石榴石型固态电解质主要包括Li7La3Zr2O12(简称LLZO); LiPON是一种非晶态电解质,在0-5.5V电压下相对于Li/Li+时是相对稳定的, 从而使得薄膜固态电池可以使用多种类型的电极材料,但由于LiPON型固体电 解质室温离子电导率较低,约为10-6 -10-5 S/cm,因此不适用于大体积固态电池。 材料特性方面,氧化物电解质热稳定性好、电化学窗口宽,综合性能较好,是 目前进展较快方向,但氧化物电解质具有易碎、加工复杂、界面接触差、离子 电导率一般等关键问题,目前主要研究方向是通过替换元素或掺杂同种异价元 素来提升电导率和稳定性。

(3)硫化物电解质:硫化物电解质包括玻璃及玻璃陶瓷态电解质和晶态电解 质等。 材料体系方面,硫化物玻璃态固态电解质主要包括Li2S-P2S5体系,此类材料完 全结晶时离子电导率并不高,目前主要通过热处理、球磨加工、掺杂和改性等方式来提高其化学稳定性和电导率;晶态电解质主要包括LGPS体系。2011年, 东京工业大学Kanno教授发现了Li10GeP2S12,其在室温下具有1.2×10-2 S/cm的电 导率,与液体电解液接近,电导率高,发展潜力大。但LGPS应用了稀有金属Ge, 生产成本较高。当前研究主要聚焦于通过Si\Sn替代Ge,来降低成本并提高化 学稳定性。 材料特性方面,硫化物电解质离子电导率高,发展潜力大,可以通过掺杂、包 覆提高稳定性,但硫化物电解质制备成本高、稳定性差,目前主要研究方向是 提高电解质稳定性及降低生产成本。

产业化方面:氧化物技术成熟,硫化物商业化潜力大

(1)聚合物路线:起步时间较早,目前已经实现小规模量产,技术水平较成 熟,但技术上限突破难度很大。受制于电导率低、性能上限等问题,产业尚未 快速形成规模化,技术有待提升。聚合物路线目前在半固态电池中已有应用, 主要参与企业和机构集中在欧美国家。 (2)氧化物路线:各方面的性能表现较为均衡,目前技术已相对成熟,但制备 成本较高,成本优化后,将具有较好的发展潜力。目前国内众多头部固态电池 公司,如北京卫蓝、江苏清陶、台湾辉能,都是以氧化物材料为基础的固液混 合技术路线为主。 (3)硫化物路线:硫化物电解质的电导率较高,性能表现最优异,商业化潜力 大,但产业化研究难度也最大,目前技术尚不成熟。硫化物体系的主要参与企 业和机构主要集中在日韩及美国,国内企业以宁德时代、比亚迪为代表。

材料体系方面,PEO、LATP技术成熟度高,LLZO、LLTO达到量产水平。聚合物路线电 解质的技术成熟度最高,目前PEO电解质已经可以大批量制备,并且广泛应用于不同 行业;氧化物路线电解质其次,其中,LATP电解质技术成熟度较高,赣锋锂业等均可 以制备吨级以上规模,LLZO、LLTO电解质已经可以量产;硫化物电解质技术成熟度较 低,目前LGPS、LPSCL等体系电解质都还处在试验阶段。

2.3 负极材料:硅基负极是中短期主要方案,金属锂是长期路线

固态锂电池的负极材料体系主要包括金属锂负极材料、碳族负极材料和氧化物负极 材料三大类。

材料特性方面:金属锂具备高容量和低电位的关键优势

(1)金属锂负极材料

金属锂具备高容量和低电位的优点,是全固态电池负极材料的终极目标。然而,金属 锂在充放电过程中容易形成锂枝晶,影响循环稳定性,容易导致电池短路和安全隐患, 限制了其产业化应用。目前研究方向主要是通过在锂金属表面引入纳米涂层或改性 层、将锂金属与某些合金材料(如硅、锡等)结合等方式来改善锂金属与电解质之间 的界面稳定性,减少锂枝晶的形成。

(2)碳族负极材料

碳族负极材料包括碳基、硅基和锡基材料。其中,碳基材料以石墨类材料为典型代表, 具有价格低、循环稳定性好、安全性高等优点,然而其理论比容量较低,极限在 400mAh/g左右,目前实际应用己经基本达到理论极限,可开发空间不大。硅基负极材 料,例如Si-C复合材料,是目前负极材料发展的重要方向之一,其比容量高,理论比 容量高达4000mAh/g,将近碳基材料的10倍。但是硅基材料在充放电过程中存在体积 膨胀问题,导致其循环性能差,目前主要研究方向为通过纳米化、复合化和表面改性 等技术手段,改善其循环稳定性和倍率性能。

(3)氧化物负极材料

氧化物负极材料主要包括金属氧化物、金属基复合氧化物和其他氧化物。典型的氧化 负极材料包括Al2O3、Cu2O、SiOx、Ga2O3、Sb2O5、BiO5等。氧化物负极材料均具有较高 的理论比容量,然而在从氧化物中置换金属单质的过程中,大量的Li被消耗,造成巨 大的容量损失,并且循环过程中伴随着巨大的体积变化,造成电池的失效,通过与碳 基材料的复合可以改善这一问题。

产业化方面:硅基负极是中短期的主要方案,金属锂是未来长期的发展方向。 传统液 态锂电池主要使用碳族材料(如石墨)作为负极,目前技术成熟,产业化高,但受限于碳基比容量,其未来的发展空间有限。硅基负极材料理论比容量高,可以大幅提升电池性能,是固态电池负极材料体系迭代的重要方向之一,但硅基材料在充放电过程 中体积膨胀严重,导致循环性能下降。目前,通过碳包覆、纳米化等技术手段,硅基 材料的循环稳定性和体积膨胀问题得到了有效改善,硅基负极材料开始在高端市场 实现初步应用。金属锂负极材料因其极高的理论比容量(40000mAh/g)和低电位,被 认为是固态电池负极材料的终极目标,但其面临锂枝晶生长和化学稳定性差等挑战, 目前还处在初期试验阶段,是负极材料体系长期的发展方向。

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2.4 正极材料:高电压、高比容量正极材料是发展方向

目前,固态电池正极材料体系开发主要集中在高镍三元正极、镍锰酸锂、富锂锰基等 路线。

材料特性方面:镍锰酸锂工作电压最高,富锂锰基综合性能好

(1)高镍三元正极材料(简称NCM):高镍三元材料具有高比容量和较低成本特点, 是目前传统锂电池和固态电池正极材料体系的主要迭代方向。在材料特性上,高镍三 元正极材料通过增加镍的含量,可以显著提高电池的能量密度,然而,高镍材料存在 循环稳定性和安全性等方面问题。 (2)镍锰酸锂(简称LNM):镍锰酸锂是一种具有高工作电压和良好循环稳定性的正 极材料。其高工作电压可以达到4.7V,能够提高电池的整体的能量密度,但镍锰酸锂 存在导电性较差的问题。 (3)富锂锰基正极材料(简称Li-rich):富锂锰基正极材料具有高比容量、高工作 电压和低成本等优点,综合性能优异,被认为是下一代正极材料的重要方向。其比容 量能够达到250-300mAh/g,与高镍三元相比有明显提升。然而,富锂锰基材料存在首 次充放电效率低和循环稳定性差的问题。

产业化方面:短期三元材料厂商具备优势,富锂锰基是未来迭代方向。固态电池正极 材料兼容性强,目前主要沿用三元高镍体系,技术改动较小。当前供应链和生产工艺 能够较好地适应固态电池的需求,无需大规模重构,在三元材料体系方面技术领先的 正极材料厂商具备发展优势。长期来看,富锂锰基的高能量密度优势突出,有望成为 未来的正极材料迭代的主要方向。

3 政策持续发力,市场空间广阔

3.1 政策方面:各国政策持续发力,推动固态电池技术落地

海外方面:自2020年以来,各国持续推出固态电池产业相关政策,把固态电池产业化 作为国家的战略目标之一。 (1)美国:2021年,美国发布《锂电池2021—2030年国家蓝图》,提出到2030年实现 包括固态电池在内的先进电池技术的规模化生产,固态电池目标能量密度达到 500Wh/kg。 (2)欧洲:2023年,欧盟发布《欧洲电池研发创新路线图》、《电池2030+路线图》, 继续将第四代固态电池材料研发(交通应用)列为2030年优先事项,并实现电堆成本 控制在75欧元每千瓦时之内。 (3)日本:2022年8月,日本推出《蓄电池产业战略》,提出通过绿色创新基金等方 式,加快固态电池为核心的新一代电池、材料创新,提升电池续航,能量密度达到当 前2倍以上水平,到2030年左右实现全固态锂电池的商业化。 (4)韩国:2021-2022年,韩国相继通过《2030二次电池产业发展战略》、《二次电池 产业创新战略》,提出“到2030年韩国占据全球电池产业40%市场份额”的发展目标, 通过公私合作、投资拉动,促进企业科技创新,加速抢占下一代电池技术的战略高地, 加快产能和供应链体系建设。

国内方面:近年来,汽车、储能政策持续加码,支持固态电池产业的发展。2020年, 我国发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035)》,提出加快固态动力电池技术研 发及产业化,首次把固态电池研发列为行业重点发展对象;2022年1月,《"十四五"新 型储能发展实施方案》发布,提出推动多元化技术开发,研发固态电池等新一代高能 量密度储能技术;2023年1月,我国发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》, 强调加强固态电池等新型储能电池产业化技术攻关,推进先进储能技术及产品规模 化应用,同时加强固态电池标准体系研究。

3.2 海外布局:日韩企业聚焦于硫化物路线,欧美主要投资于初创企业

从技术路线来看: (1)日本:固态电池技术研发起步较早,在硫化物固态电解质具备领先优势。硫化 物电解质由于具有较高的离子电导率,良好的机械特性而成为全固态电池的有力候 选之一。丰田、日产、本田、松下等均将硫化物固态电池作为主要的研发方向。其中, 丰田表现尤为突出,拥有超过1300项固态电池技术相关专利,位居全球首位。 (2)韩国:聚焦于硫化物技术的同时,在氧化物和聚合物体系上进行技术研究和储 备。这种多路线并行的策略,一方面可以避免过度依赖单一技术路径,另一方面可以 在电池技术的过渡阶段实现更好的系统适配。量产计划方面,三星SDI计划在2027年 开始量产全固态电池,SK On目标是在2028年实现固态电池的商业化,LG新能源则预 计2030年实现全固态电池量产。

(3)美国:固态电池技术的发展主要由初创企业推动。美国固态电池技术初创公司 众多,包括Solid Power、Quantum Scape、Factorial Energy、Ionic Materials等, 在硫化物、氧化物和聚合物路线都有布局,主要通过与车企绑定模式发展。固态电池 的开发分为初步概念验证(A样)、接近最终产品的测试(B样)和满足特定要求的客 户认可样品(C样)三个阶段。Solid Power已在2023年生产出A样品,并交付给宝马 进行测试,计划今年进入A-2样阶段;Quantum Scape于2023年二季度开始向客户发送 A0样品,Factorial Energy电池产品也进入了A样送样阶段。SES AI Corporation早 在2021年便与车企签署锂金属电池A样品协议,2023年12月还签署了锂金属电池B样 品协议。 (4)欧洲:欧洲固态电池参与者主要为汽车制造商,通过投资美国的初创企业来加速 固态电池技术的发展。例如,大众汽车对Quantum Scape的投资使其成为最大股东; 宝马和福特投资了Solid Power,后者计划2025年开发出相应电池配套宝马原型车; 奔驰则投资了Factorial Energy,双方还达成合作,共同开发固态电池。

3.3 国内布局:多元路线并举,企业布局持续加速

固态电池产业参与者众多,布局趋向多元化。国内固态电池参与者众多,涵盖了整车 企业、电池厂商、固态电池初创企业、锂电材料厂商等多个类型,在固态电池产业链 各环节均有布局。目前,各类型企业固态电池布局持续加速。硫化物路线以电池厂商 为主,宁德时代、比亚迪计划到2027年实现小批量生产,在2030年后实现规模化生产。 氧化物路线以初创公司为主,主要通过与车企绑定方式进行固态电池产业布局,其中, 卫蓝新能源2023年6月正式向蔚来交付半固态产品,预计2027年实现全固态电池量产; 清陶能源分别与北汽、上汽合作,推动固态电池量产,其台州固态电池项目预计2025 年投产;辉能科技与奔驰等企业绑定, 2024年其全球首条固态电池生产线正式投产。 另外,欣旺达、广汽集团、赣锋锂业等企业分别通过材料体系迭代实现固态电池技术 升级,并计划在近年实现固态电池商业化。

3.4 产业化进程:产业化转折点将至,未来市场空间广阔

材料体系迭代,固态电池技术有望快速突破。2025-2030年,固态电池技术预计进入 快速突破阶段,电解质体系预计将从混合固液电解质体系向全固态电解质体系突破, 正极材料路线预计将从磷酸铁锂、高镍转向高镍固化、富锂技术路线转化,负极材料 路线预计将从石墨烯向氧化硅、金属锂技术路线发展。随着各类新兴技术产业化应用, 锂电池的能量密度有望得到快速提升。未来,固态电池将有望广泛应用于无人机、智 能设备、医疗和长续航汽车等领域,市场规模有望实现快速增长。

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从2026年起,固态电池有望进入量产时代。目前,固态电池已从实验室研发阶段逐步 过渡到工厂试点阶段,搭载固态电池的车型发布也日益频繁。根据各大厂商公布的计 划,预计从2026年开始,固态电池市场将正式迈入量产阶段,固态电池的产业化进程 有望显著提速。国内企业方面,欣旺达、广汽、卫蓝新能源、清陶能源等企业计划在 2026-2027年实现固态电池或半固态电池量产,比亚迪及宁德时代计划于2027年实现 固态电池小批量生产。海外企业方面,三星SDI、SKOn、日产、松下、LGES等分别计 划在2027-2030年陆续实现固态电池商业化。

固态电池市场空间广阔,2030年有望达到2500亿元。目前固态电池产业化还处在初始 阶段,出货规模较小。2023年,固态电池出货规模为GWh水平,主要以半固体电池为 主,全固态电池仍处在实验阶段。基于对固态电池技术路线和降本路径的研判,EVTank 预计固态电池将在2025年开始放量,到2030年全球固态电池的出货量将有望达到 614.1GWh,在整体锂电池中的渗透率预计在10%左右,其市场规模将超过2500亿元。 在电池类型上,半固体电池为主要类型,全固态电池产业化预计在2030年以后。

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