固态电池相较液态锂电具备能量密度与安全性优势。相较于液态锂电池产品,固
态锂电池与其最大区别在采用固态电解质替换了电解液与隔膜结构,从而实现了
能量密度与安全性的提升。此外固态电池在正极材料与负极材料方面均有相应迭
能量密度与安全性的提升。此外固态电池在正极材料与负极材料方面均有相应迭
代更新。其中在正极材料方面,固态电池将从三元材料切换至氧化物材料或尖晶
石正极又或是富锂锰基等材料方案;负极材料方面,长期来看固态电池将由石墨
与硅碳负极切换至锂金属负极。从制造端来看,固态电池制造工艺不同于液态电
池,多采用“软包+叠片”形式封装;固态电池成膜工艺是关键,干法有望凭借安
全和环保性等优势成为未来行业主流。
半固态电池为过渡技术路线,发展重点在于材料体系创新。受制于材料性能与成
本问题,目前固态电池距离大规模量产化仍有一定距离,而半固态电池相较于液
态在电池材料体系与制造工艺差异较小,且具备优于液态锂电池的能量密度与安
全性,短期内将作为固态电池的过渡路线。半固态电池和传统电池的区别是仅将
电解液的用量降低,而在体系上并没有区别,并可以从正极、负极、隔膜、电解
质和电解液等多方面进行技术创新,包括对电池正极材料进行修饰改性、负极预
锂化、复合涂层隔膜等技术体系创新。
各国多重政策加码,2030年固态电池规模有望超200GWh。美日德中各国推出
相关政策和计划,明确固态电池主要发展目标。今年,工信部就《锂电池行业规
范条件(2024年本)》修订征求意见,新增固态电池相关要求。由于固态电池的
优势在于安全和续航,预计未来在飞行端、新能源车端、消费电子端以及储能端
都会有所应用。假设2025年全球动力/消费/储能电池固态电池渗透率为
1%/2%/0.7%,2030年渗透率为5%/10%/4.7%,则预计对应2025/2030年全
球固态电池需求量为18/223GWh,2025-2030年CAGR为65.8%。
日韩主攻硫化物体系技术路线,欧洲偏向于聚合物体系路线,美国多条技术路线
推进,中国以氧化物体系路线为主。国外对固态电池的研发投入较早。当前日韩
企业和研究机构主要走硫化物体系的技术路线,如丰田、本田、现代、三星等;
欧洲偏向于聚合物固态电池,如Bollore等;而美国以创业公司为主,多条技术路
线同时推进,如SolidBattery等企业以硫化物为主,QuantumScape等以氧化物
为主,IonicMaterials等以聚合物为主。
国内电池与电池材料企业加快布局,半固态电池已实现装车。无论在电池端还是
材料端抑或是整车端,具有企业进行固态类电池的布局。
1)电池端:宁德时代布局凝聚态电池,已和商飞合资成立了商飞时代;赣锋锂业
2GWh一代固态电池产线正在投产;孚能科技目前已有半固态产品实现量产装车;