固態電池是一種使用固體正負極和固體電解質,不含有任何液體,所有材料都由固態材料組成的電池,具有安全性好、能量密度高、循環性能強、適用溫度范圍大等優點。固態電池被公認為下一代電池的重要發展方向,有望在消費電子、電動汽車、規模儲能方面獲得應用。
在新能源汽車產業風生水起的背景下,全球多個龍頭企業開始在固態動力電池技術研發領域重點發力,其研發重點就在能量密度和安全性兩個維度。其中,歐美日韓等發達國家的巨頭企業,在多個細分技術領域優勢明顯。其中,以三星、三菱、寶馬、現代、比亞迪、寧德時代為首的數家企業旨在通過獨自研發或組合并購等方式加緊布局固態電池的儲備研發;以寶馬、豐田、博世、本田為代表的領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固態電池;寶馬宣布與SolidPower公司合作研發固態鋰電池;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,主攻固態陽極鋰離子電池;而本田與日立造船合作建立的機構也已研發出Ah級電池。日本更是將固態電池研發提升到國家戰略高度,而我國也早將固態電池研發提上日程。2020年11月,國務院辦公廳印發了《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》。其中明確指出,要加快固態動力電池技術研發及產業化,這為我國固態電池產業發展提供了堅實的政策后盾。
整個新能源電池市場空間不斷擴大,這就導致液態鋰電池供不應求。和液態鋰電池相比,目前市場上已經流通的半固態電池技術更先進,產品優勢更明顯,因此在市場接受度方面也在不斷提高。隨著市場占有率不斷哭到,更多的企業也將專注于解決全固態電池存在的技術瓶頸,以便將下游應用市場進一步延伸,開拓更廣闊的市場。
近年來,固態電池作為鋰電池終極技術路線之一,已被不少上市公司關注并加速布局。國內布局企業主要包括威格路、清陶能源、寧德時代、比亞迪、贛鋒鋰業、萬向一二三、比亞迪、國軒高科、珈偉股份、輝能、北京衛藍等。
目前,中研普華研究報告《2023-2028年中國固態電池行業發展分析及投資戰略研究報告》研究分析
從企業數量來看,國內固態電池企業數量處于逐年增加狀態。據企查查數據顯示,目前我國共有996家固態電池相關企業,2017年至2022年10月分別新增企業70家、98家、93家、58家、58家、30家。從地區分布來看,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宣布,控股子公司贛鋒鋰電在固態電池領域獲得新突破,搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動SUV賽力斯SERES-5計劃干2023年3月開始交付。
此外,近期蔚來、賽力斯、長安深藍、嵐圖等多家新能源車企披露半固態電池裝車進展,業內人士表示,半固態電池對于現有液態鋰離子電池體系更迭小,被視作向全固態電池過渡的產品。隨著各正負極廠商與電池廠商紛紛加大研發力度,半固態電池量產裝車已經提上日程。
2月13日研報中表示,贛鋒宣布攜手賽力斯打造的固態純電SUV將于今年上市,固態電池量產裝車可期。固態電池在安全性、重量、尺寸、能量密度、應用和熱穩定性等方面均遠優于鋰離子電池,國內外企業紛紛加快相關布局,固態電池有望成為下一代動力電池的核心技術路線。
光大證券分析指出,2022-2023年會有一批領先的半固態電池企業逐漸發布車規級電池,2022年蔚來發布ET7、東風發布E70鳳圖發布淚風等搭載半固態電池的車型,預計2030年全固態電池實現商業化應用,固態電池將優先從高端應用市場開始商業化,例如無人機、醫用等領域,逐步向動力及消費電池領域擴展。
未來幾年是國際車企全面進軍新能源汽車的關鍵時期,海外龍頭紛紛把發展新能源列入既定戰略,其中不乏看好固態電池前景的龍頭車企。豐田已投入200多人進行固態電池開發,目標在2025年前推出產品,寶馬正與固態電池公司SolidEnergy合作共同開發固態電池,大眾表示看好固態電池前景,并入股研發固態電池的創業公司QuantumScape。此外,從2022年5月起,日本政府將出資16億日元,聯合國內豐田、本田、日產、松下、GS湯淺、東麗、旭化成、三并化學、三菱化學等大型汽車廠商、電池和材料廠商,共同研發固態電池。巨頭們的加碼布局與資本的加速注入,行業發展進入快車道。
在政策層面,圍繞電池的能量密度和安全性,國家有關部門一直在完善相關標準。其中,2015年,國家發布的《中國制造2025》指明:“2020年、2025年和2030年電池能量密度達到300Wh/kg、400Wh/kg和500Wh/kg”。目前,主流電池的能量密度離《中國制造2025》的要求還存在較大差距,2020與2025年的目標可以依靠高鎳三元正極材料與硅碳負極材料的組合以及實現,但基本到傳統電池達極限密度。要實現2030年目標,固體電池是一條可能的技術路徑。
固態電池的需求主要來自動力電池、消費電池以及儲能電池三個領域,我國固態電池的出貨量與這三個領域的鋰電池需求量及固態電池在這三個領域的滲透率息息相關。由于目前固態電解質材料的鋰離子電導率偏低等技術問題及成本昂貴等難題還未解決,全固態電池還無法馬上量產。據GII數據,到2026年國內固態電池出貨量將達到38.9GWh。
目前在全球范圍內固態電池仍處于產業化的前期,包括中國、日本、美國和歐洲等在內的全球主要國家和地區均將固態電池作為下一代電池技術預計大力扶持,中國政府在下一個新能源汽車產業發展的十年規劃中將重點推進固態電池產業的研發和產業化。
固態電池可能是未來電池技術的發展方向之一,但也許不是最好的。新能源生產企業的技術人員稱,包括燃料電池、超級電容器、鋁空氣電池、鎂電池在理念上都有較大的發展空間,而最終,要看哪種路線發展更快、更接地氣。”所謂接地氣,就是在商業化的規模和成本方面都能達到完美的平衡點。首先,使用的材料必須不能是高成本且稀有的。其次,要在各個行業和領域都有實現大規模應用的可能。
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