1、固態(tài)電池性能優(yōu)異,車(chē)企紛紛布局產(chǎn)業(yè)化
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現狀分析與投資前景研究報告(2025-2032年)》顯示,固態(tài)電池是使用固體電解質(zhì)來(lái)替代傳統鋰離子電池的電解液和隔膜,實(shí)現離子傳輸和電荷儲存,是一種新型的電池技術(shù)。固態(tài)電池的工作原理與之相通,充電時(shí)正極中的鋰離子從活性物質(zhì)的晶格中脫嵌,通過(guò)固態(tài)電解質(zhì)向負極遷移,電子通過(guò)外電路向負極遷移,兩者在負極處復合成鋰原子、合金化或嵌入到負極材料中;放電過(guò)程與充電過(guò)程恰好相反。
根據電解液質(zhì)量百分比含量,固態(tài)電池可分為“半固態(tài)電池”、“準固態(tài)電池”和“全固態(tài)電池”三大類(lèi)。
(1)半固體電池:電解液含量占比在5%-10%,半固態(tài)鋰電池是固液混合電解質(zhì)電池,其電解質(zhì)采用固液混合方案,固態(tài)電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)同時(shí)存在,在電芯構成上也保留了傳統液態(tài)鋰電池的隔膜結構,為通往全固態(tài)電池路上的“折中方案”。
(2)準固態(tài)電池:電解液含量占比在0%-5%,準固態(tài)電池相較半固體電池電解液含量更低,保留有傳統液態(tài)鋰電池的隔膜結構。
(3)固態(tài)電池:電解液含量占比為0%,全固態(tài)電池由固態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電極構成,電池內部正極、負極和電解質(zhì)均采用固體材料,并去掉隔膜的電池類(lèi)型。
固態(tài)電池、半固體電池、液態(tài)鋰電池性能對比
項目 |
液態(tài)鋰電池 |
半固態(tài) |
全固態(tài) |
正極材料備選 |
磷酸鐵鋰 三元鋰 |
高鎳三元 高電壓高鎳三元 超高鎳三元 |
鎳錳酸鋰 富鋰錳基 |
負極材料備選 |
碳,硅碳 |
碳,硅碳 |
含鋰金屬,金屬鋰 |
電解質(zhì)材料 |
六氟磷酸鋰,新型鋰鹽 |
新型鋰鹽,固態(tài)電解質(zhì)+液態(tài)浸潤劑 |
氧化物,聚合物,硫化物 |
隔膜 |
隔膜,微孔隔膜 |
涂覆隔膜 |
不需要 |
封裝 |
方形/圓柱/軟包 |
方形/圓柱/軟包 |
軟包 |
電芯能量密度 |
150-300Wh/kg |
約350Wh/kg |
>500Wh/kg |
優(yōu)點(diǎn) |
技術(shù)成熟成本低 |
安全性高 可部分沿用現有生產(chǎn)工藝 |
性能提升巨大安全性高 |
缺點(diǎn) |
接近性能極限 |
成本高 性能提升幅度有限 |
成本高 量產(chǎn)難度大 |
發(fā)展現狀 |
大規模裝車(chē) |
小規模裝車(chē) |
研發(fā)中后期樣品試制 |
資料來(lái)源:觀(guān)研天下數據中心整理
固態(tài)電池技術(shù)早期研究以聚合物電解質(zhì)為主,因此聚合物體系工藝較為成熟。但由于聚合物電解質(zhì)性能達到上限難以突破,固態(tài)電池技術(shù)研究逐漸向氧化物系和硫化物系過(guò)渡。目前,全球固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)主要分布在中國、日本、韓國、歐洲、美國等國家和地區。其中,日本、韓國電池企業(yè)采用的固態(tài)電池技術(shù)路線(xiàn)以硫化物固態(tài)電解質(zhì)為主,歐洲、美國的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)較多選擇聚合物和氧化物固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)路線(xiàn)。
固態(tài)電池技術(shù)逐漸向氧化物系和硫化物系過(guò)渡
國家 |
企業(yè)名稱(chēng) |
技術(shù)路線(xiàn) |
日本 |
豐田汽車(chē)公司 |
硫化物 |
本田技研工業(yè)股份有限公司 |
硫化物 |
|
三菱化學(xué)集團/日產(chǎn)汽車(chē)公司聯(lián)盟 |
硫化物 |
|
松下電器公司 |
鹵化物 |
|
富士電氣化學(xué)有限公司 |
氧化物 |
|
小原股份有限公司 |
氧化物 |
|
日立造船公司 |
硫化物 |
|
三洋化成工業(yè)股份有限公司 |
聚合物 |
|
日本出光興產(chǎn)股份有限公司 |
硫化物 |
|
德國 |
寶馬集團 大眾集團 |
硫化物 氧化物 |
韓國 |
LG新能源公司 |
硫化物 |
現代汽車(chē)集團SKOn公司 |
聚合物/硫化物硫化物/氧化物 |
|
三星SDI公司 |
聚合物/硫化物 |
|
法國 |
博洛雷集團 |
聚合物 |
英國 |
Ilika公司 LiNaEnergy公司 |
氧化物 氧化物 |
美國 |
QuantumScape公司 |
氧化物 |
IonicMaterials公司 SolidPower公司 |
聚合物 硫化物 |
|
FactorialEnergy公司 |
聚合物 |
資料來(lái)源:觀(guān)研天下數據中心整理
近年來(lái),我國陸續出臺一系列政策,助力固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2020年,國務(wù)院發(fā)布《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035年)》,首次將固態(tài)電池上升至國家戰略層面,提出要加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。2023年1月,工信部等六部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》,再次提出加快研發(fā)固態(tài)電池,加強固態(tài)電池標準體系研究等。據華夏時(shí)報公眾號2024年6月6日報道,中國或將投入約60億元用于全固態(tài)電池研發(fā),包括寧德時(shí)代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業(yè)或獲得政府基礎研發(fā)支持,有望加速固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化落地進(jìn)程。
我國出臺多項政策支持固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展
時(shí)間 |
發(fā)布部門(mén) |
相關(guān)文件 |
要內容 |
2015年5月 |
工信部 |
《中國制造2025》 |
2025、2030年,我國動(dòng)力電池單體能量密度分別需達400Wh/kg、500Wh/kg。 |
2017年2月 |
工信部 |
《促進(jìn)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》 |
積極推進(jìn)固態(tài)電池等新體系電池的研究和工程化開(kāi)發(fā),2020年單體電池比能量達到400Wh/kg以上,2025年達到500Wh/kg。 |
2018年12月 |
工信部 |
《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導目錄(2018年版)》 |
將極薄銅箔列為先進(jìn)有色金屬材料,將鋰電池超薄型高性能電解銅箔列為新型能源材料。 |
2020年10月 |
國務(wù)院 |
《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035年)》 |
加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,首次將固態(tài)電池研發(fā)上升到國家層面。 |
2022年8月 |
科技部等九部委 |
《科技支撐碳達峰碳中和實(shí)施方案(2022-2030年)》 |
研發(fā)包括固態(tài)鋰離子電池儲能在內的多項高效儲能技術(shù)。 |
2023年1月 |
工信部等六部委 |
《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》 |
加快研發(fā)固態(tài)電池,加強固態(tài)電池標準體系研究。 |
2024年2月 |
工信部 |
《鋰電池行業(yè)規范條件(2024年本)》 |
固態(tài)單體電池能量密度≥300Wh/kg,電池組能量密度≥260Wh/kg,循環(huán)壽命≥1000次且容量保持率≥80%。 |
資料來(lái)源:觀(guān)研天下數據中心整理
目前國內主流電池企業(yè)公布的固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間主要集中于2026年-2030年間,同時(shí)多家車(chē)企宣布固態(tài)電池裝車(chē)計劃。廣汽集團提出2026年將實(shí)現全固態(tài)電池的裝車(chē)使用,長(cháng)安和現代預計2027年逐步量產(chǎn)應用固態(tài)電池,日產(chǎn)和東風(fēng)汽車(chē)預計2028年推出全固態(tài)電池量產(chǎn)車(chē)型,寶馬和豐田預計2030前實(shí)現全固態(tài)電池量產(chǎn)。
國內固態(tài)電池裝車(chē)加速推進(jìn)
時(shí)間 |
電池類(lèi)型 |
車(chē)企 |
預期進(jìn)展 |
2022 |
半固態(tài) |
東風(fēng)汽車(chē) |
搭載高比能固態(tài)電池的東風(fēng)E70開(kāi)啟示范運營(yíng) |
2023 |
半固態(tài) |
賽力斯 |
三元固液混合鋰離子電池版純電動(dòng)SUV賽力斯SERES-5交付 |
半固態(tài) |
東風(fēng)汽車(chē) |
嵐圖“追光”首批量產(chǎn)車(chē)型下線(xiàn),采用170Wh/kg半固態(tài)電池 |
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半固態(tài) |
蔚來(lái) |
蔚來(lái)150kWh半固態(tài)電池已經(jīng)量產(chǎn)裝車(chē) |
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2024 |
半固態(tài) |
上汽集團 |
智己品牌推出搭載清陶半固態(tài)電池的車(chē)型 |
2025 |
半固態(tài) |
長(cháng)安深藍 |
半固態(tài)電池將搭載整車(chē)應用 |
固態(tài) |
比亞迪 |
將發(fā)布搭載全固態(tài)鋰電池的新純電平臺和車(chē)型 |
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固態(tài) |
雷諾 |
旗下電動(dòng)汽車(chē)規劃使用鉆含量為零的固態(tài)電池 |
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固態(tài) |
寶馬 |
將發(fā)布搭載全固態(tài)電池的試驗車(chē) |
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固態(tài) |
大眾 |
將建立固態(tài)電池量產(chǎn)線(xiàn) |
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固態(tài) |
比亞迪 |
試裝全固態(tài)鋰電池 |
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固態(tài) |
日產(chǎn) |
實(shí)現全固態(tài)電池試生產(chǎn) |
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2026 |
固態(tài) |
廣汽集團 |
昊鉑車(chē)型實(shí)現全固態(tài)電池量產(chǎn) |
固態(tài) |
福特 |
推出搭載固態(tài)電池的車(chē) |
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固態(tài) |
東風(fēng)汽車(chē) |
固態(tài)電池裝車(chē) |
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固態(tài) |
豐田 |
推出全固態(tài)電池 |
|
2027 |
固態(tài) |
長(cháng)安 |
逐步量產(chǎn)應用 |
固態(tài) |
現代 |
實(shí)現部分固態(tài)電池車(chē)型量產(chǎn) |
|
固態(tài) |
豐田 |
在雷克薩斯新電動(dòng)車(chē)型上搭載全固態(tài)電池 |
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2028 |
固態(tài) |
本田 |
將搭載自主研發(fā)的全固態(tài)電池的電動(dòng)汽車(chē)投放市場(chǎng) |
固態(tài) |
奔馳 |
實(shí)現固態(tài)電池批量生產(chǎn) |
|
固態(tài) |
日產(chǎn) |
推出全固態(tài)電池量產(chǎn)車(chē) |
|
固態(tài) |
東風(fēng)汽車(chē) |
量產(chǎn)上市 |
|
2030 |
固態(tài) |
寶馬 |
實(shí)現全固態(tài)電池量產(chǎn) |
固態(tài) |
豐田 |
全固態(tài)電池將達到大規模生產(chǎn)階段 |
|
固態(tài) |
現代 |
實(shí)現全面量產(chǎn) |
資料來(lái)源:觀(guān)研天下數據中心整理
2、新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,固態(tài)電池未來(lái)可期
隨著(zhù)新能源汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步,消費者對續航里程、充電速度及安全性的要求越來(lái)越高,這促使動(dòng)力電池企業(yè)不斷研發(fā)新技術(shù),提高電池的能量密度、安全性和使用壽命等性能,從而滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。
固態(tài)電池的優(yōu)勢在于能量密度高、輕量化、安全性能好,未來(lái)有望在部分領(lǐng)域替代液態(tài)鋰電池,其中,固態(tài)電池有望優(yōu)先在成本敏感性低的領(lǐng)域應用,包括機器人、可穿戴設備、航天設備、無(wú)人機等;之后再在對成本敏感度高且對能量密度要求高的領(lǐng)域應用,包括eVTOL、電動(dòng)車(chē)等;最后,若固態(tài)電池的成本和壽命優(yōu)于其他電池技術(shù),其有望在靜態(tài)儲能中廣泛應用。
2024年,我國汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別達3128.2萬(wàn)輛和3143.6萬(wàn)輛,同比分別增長(cháng)3.7%和4.5%。其中,新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別達1288.8萬(wàn)輛和1286.6萬(wàn)輛,同比分別增長(cháng)34.4%和35.5%。我國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)從2009年起步,到2018年的年產(chǎn)銷(xiāo)量突破100萬(wàn)輛大關(guān),再到2022年的年產(chǎn)銷(xiāo)量突破500萬(wàn)輛大關(guān),直到2024年產(chǎn)銷(xiāo)量突破千萬(wàn)輛大關(guān)。在產(chǎn)銷(xiāo)量快速增長(cháng)的同時(shí),新能源汽車(chē)的市場(chǎng)滲透率也加快提升。中國汽車(chē)流通協(xié)會(huì )數據顯示,下半年以來(lái),新能源乘用車(chē)國內零售滲透率已連續5個(gè)月超過(guò)50%。
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動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心部件,其需求量與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。隨著(zhù)我國對環(huán)保和可持續發(fā)展的重視,新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)呈現出快速增長(cháng)的態(tài)勢,從而帶動(dòng)了動(dòng)力電池需求的持續增長(cháng)。
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2024年,中國動(dòng)力電池累計裝車(chē)量548.4GWh,同比增長(cháng)41.5%。其中,三元電池累計裝車(chē)量139GWh,占總裝車(chē)量的25.3%,同比增長(cháng)10.2%;磷酸鐵鋰電池累計裝車(chē)量409GWh,占總裝車(chē)量的74.6%,同比增長(cháng)56.7%。從近年來(lái)的不同類(lèi)型的動(dòng)力電池裝機規模來(lái)看,隨著(zhù)新的技術(shù)的成熟,新類(lèi)型的動(dòng)力電池將會(huì )快速的市場(chǎng)擴張,未來(lái)隨著(zhù)固態(tài)電池技術(shù)的不斷突破以及新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,固態(tài)電池將會(huì )迅速替代現有電池市場(chǎng),成為未來(lái)市場(chǎng)的絕對力量。
我國動(dòng)力電池裝機規模及各類(lèi)型電池裝機規模
年份 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
2023 |
2024 |
裝機規模(Gwh) |
56.9 |
62.2 |
63.3 |
154.5 |
294.6 |
387.6 |
548.4 |
YOY |
56.7% |
9.3% |
1.8% |
144.1% |
90.7% |
31.6% |
41.50% |
三元 |
33.1 |
40.5 |
38.9 |
74.3 |
110.4 |
126.2 |
139.0 |
鐵鋰 |
22.2 |
20.2 |
24.4 |
79.8 |
183.8 |
261.0 |
409.0 |
其他 |
1.6 |
1.5 |
0.0 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
資料來(lái)源:觀(guān)研天下數據中心整理(zppeng)

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