1、技術路線
根據固態電解質的不同,目前固態電池有聚合物、氧化物、硫化物三種技術路線。
聚合物:聚合物固態電解質以歐美企業技術最為成熟,商業化難度較小,未來有望率先實現大規模量產,但是其電導率低、能量密度低。
氧化物:氧化物固態電解質綜合性能好。
硫化物:硫化物固態電解質的電導率最高,延展性更好,潛力最大。但是其機械性能差,生產工藝復雜,且硫化物固態電解質中的硫元素具有一定的活性,如何保持高穩定性是一大難題。
受制于技術發展因素,高能量密度全固態鋰電池實現產業化還需要一定時間。首先能夠實現規模化量產的是介于液態鋰離子與全固態鋰電池之間的電池類型,目前半固態電池、全固態電池齊頭并進,半固態電池成本及技術難度低于全固態電池,目前已實現裝車,產業化進程稍快于全固態電池。
2、國內外格局:技術方向多元化
固態電池技術作為鋰電池未來必爭的技術高地,目前美國、日本、韓國、歐洲等全球主要國家均在加快固態電池布局,固態電池技術的發展在未來將重塑全球電池體系新格局。
根據中研普華產業研究院撰寫的《2025-2030年中國固態電池行業運營態勢及未來投資方向咨詢報告》顯示:
日本:日本固態電池企業起步較早,主流技術路線采用硫化物固態電解質,關鍵材料及下游車企積極參與固態固態電池研發,松下電器計劃2025年實現固態電池市場化應用,豐田、本田等車企計劃2028-2030年實現固態電池規模化、商業化應用;
韓國:韓國固態電池發展思路為重量輕的硫化物全固態電池以及高安全性的氧化物全固態電池,韓國電池企業初步規劃在2027年實現全固態電池商業化應用;
歐美:歐美多選擇聚合物、氧化物路線。美國電池企業關鍵材料大多依賴進口,QuantumScape、SolidPower等固態電池主要企業計劃在2025年前后實現裝車示范應用,目前美國固態電池在航空領域的應用處于世界前列。歐洲目前正在積極推動包括固態電池在內的先進電池技術發展,但整體尚未形成完善的電池產業體系。
圖表:國外典型企業固態電池技術路線
資料來源:中研普華產業研究院整理
我國固態鋰電池產業體系建立在現有液態鋰電池產業基礎之上,有望逐漸形成液態—半固態—固態電池的產業發展路徑。目前我國有多家從事固態電池研發和生產的企業,已取得積極進展,例如,根據OFweek鋰電網消息,由中國科學院物理研究所技術孵化的北京衛藍新能源科技股份有限公司已在全球率先實現了半固態電池的規模量產,2023年6月衛藍新能源360Wh/kg鋰電池電芯正式交付給蔚來汽車并用于150kWh超長續航電池包;根據電池網消息,截至2024年3月清陶能源已有半固態電池產能1.7GWh,在建產能超30GWh,其生產的半固態電池應用于智己汽車的L6車型。目前,寧德時代新能源科技股份有限公司、比亞迪股份有限公司、華為技術有限公司等龍頭企業也布局了固態電池研發。
圖表:我國典型企業的固態電池技術路線
資料來源:中研普華產業研究院整理
固態電池主要受技術驅動,其產業化的推進存在一定不確定性,需經受應用端的驗證。參考當前全球固態電池產業化進程,2025年隨著半固態電池陸續向整車廠送樣、試產、裝車,預計將迎來半固態電池應用反饋期。若半固態電池反饋良好,則后續有望實現量產,并加快固態電池的產業化;若反饋不佳,液態電池仍將占據主導地位,固態電池發展進程延后。固態電池是液態電池重要的發展方向,若產業化推進順利,未來市場前景非常廣闊。
欲了解更多行業的市場數據及未來行業投資前景,請點擊查看中研普華產業研究院報告《2025-2030年中國固態電池行業運營態勢及未來投資方向咨詢報告》。