全球車企紛紛發(fā)力

全球車企紛紛發(fā)力一、固態(tài)電池概述1、固態(tài)鋰電池成未來趨勢固態(tài)電池能量密度和熱穩(wěn)定性能顯著優(yōu)于液體鋰離子電池，具有遠期商業(yè)化前景。固態(tài)鋰電池主要由正極、負極、固態(tài)電解質(zhì)構(gòu)成，相對于液態(tài)鋰電池，固態(tài)電池的優(yōu)勢：（1）使用固態(tài)電解質(zhì)替代液體電解質(zhì)和隔膜，固態(tài)電解質(zhì)燃點非常高，提高電池熱穩(wěn)定性能；（2）固態(tài)電池的電壓平臺是5V，高于液態(tài)電池的4.3V，能夠匹配高壓電極材料，電池能量密度和比容量優(yōu)于液態(tài)電池；（3）固態(tài)電解質(zhì)不具有流動性，因此不存在漏液現(xiàn)象，簡化電池成組設計，降低電池的重量和體積，能量密度有望突破300Wh/kg。近年來，下游應用領域的不斷革新對鋰電池行業(yè)提出了愈來愈高的要求，鋰電池技術也由此不斷進步，向更高的比能與安全性進發(fā)。從鋰電池技術發(fā)展的路徑來看，液態(tài)鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)的能量密度已經(jīng)逐漸接近了它的極限，固態(tài)鋰電池將是鋰電發(fā)展的必經(jīng)之路。2、生產(chǎn)工藝界面問題、加工工藝難度大和生產(chǎn)成本高制約著硫化物固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，預計5-10年內(nèi)全固態(tài)電池無法實現(xiàn)商業(yè)化。1）固態(tài)電池存在固-固界面接觸難題，內(nèi)阻較大，循環(huán)性能、倍率性能差。2）加工工藝難度大：硫化物固態(tài)電解質(zhì)對生產(chǎn)環(huán)境要求苛刻，需要隔絕水和氧氣，同時涉及薄膜沉積等與現(xiàn)有液態(tài)鋰電池完全不同的生產(chǎn)工藝，大規(guī)模量產(chǎn)技術尚未解決。3）生產(chǎn)成本高：根據(jù)國際新能源網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，固態(tài)電池生產(chǎn)制造成本占比超50%，而液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)成本僅為20%-30%。資料來源;公開資料整理二、固態(tài)電池發(fā)展背景1、新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展固態(tài)電池主要應用于新能源汽車等，受國家政策推動影響，新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，我國新能源汽車在2011-2018年之間高速發(fā)展，銷售呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，7年間銷量增長超150倍，2019受補貼大幅度滑坡等影響，銷量有所下降，2020年疫情逆勢上升，達到了136.73萬輛的新高，同比2019年增長13.4%。隨著下游新能源汽車需求規(guī)?？焖僭鲩L，固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展前景廣闊。資料來源;中國汽車工業(yè)協(xié)會，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理2、儲能行業(yè)需求上升全固態(tài)電池被公認有望突破電化學儲能技術瓶頸，滿足未來發(fā)展需求的新興技術方向之一。在電化學儲能方面，目前鋰電池占電化學儲能比重達80%。根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)顯示，2020年電化學儲能累計裝機規(guī)模為3269.2MV,同比2019年增長91%,而結(jié)合國家對能源發(fā)展的指導方針，電化學儲能在用戶側(cè)、可再生能源并網(wǎng)配套等領域的需求有望迎來快速增長，固態(tài)電池發(fā)展前景明朗。三、固態(tài)電池行業(yè)現(xiàn)狀1、產(chǎn)業(yè)鏈狀況固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈與液態(tài)鋰電池大致相似，兩者主要的區(qū)別在于中上游的負極材料和電解質(zhì)不同，在正極方面幾乎一致，若完全發(fā)展至全固態(tài)電池，隔膜也完全被替換。下游應用領域主要為消費電子、新能源汽車、儲能等新興領域。2、成本架構(gòu)固態(tài)電池整體成本主要由電池材料成本及電池生產(chǎn)成本構(gòu)成，其中材料成本占據(jù)了大部分的份額。材料成本包括正極、負極材料、隔膜（如需）、電解質(zhì)、集電器、殼體等組成，而生產(chǎn)成本則包括工廠設計/廠房、能源及人員/生產(chǎn)工序三大板塊。3、技術路線在19年發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）征求意見稿》中提出了加強固態(tài)電池研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進程的目標。全固態(tài)鋰離子電池根據(jù)電解質(zhì)材料可以分為三類：聚合物固態(tài)電池、硫化物固態(tài)電池、氧化物固態(tài)電池。聚合物固態(tài)電池安全性能好，硫化物固態(tài)電池易于加工，而氧化物固態(tài)電池導電率最高。目前，固態(tài)電池還存在部分技術瓶頸亟需突破，例如單位面積離子電導率較低、難以開發(fā)大容量動力電池或儲能電池等。四、企業(yè)布局各大車企和動力電池企業(yè)紛紛布局固態(tài)電池。各大車企也積極參與固態(tài)電池的研發(fā)布局中，努力爭取掌握在固態(tài)電池領域的主動權。蔚來于21年初發(fā)布了一塊單體能量密度達到360Wh/kg的150kWh的固態(tài)電池包，并定于2022年第四季度對外交付。豐田與松下合作成立合資公司共同研發(fā)生產(chǎn)固態(tài)電池，并計劃于2025年之后正式量產(chǎn)首款固態(tài)電池汽車。大眾與固態(tài)電池汽車QuantumScape合作，預計于2025年銷售固態(tài)電池?，F(xiàn)代也預計于2030年大規(guī)模生產(chǎn)固態(tài)電池汽車。五、固態(tài)電池前景分析1、預測規(guī)模目前，全球企業(yè)開始加大固態(tài)鋰電池方面的研究布局，加上各國政策的推動下，固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化進程有望加快。預計2021-2025年全球固態(tài)電池出貨量將逐步出現(xiàn)并有所提升，隨著市場的逐步成熟和技術的穩(wěn)定，預計2025-2030年市場出貨量將以59.4%的年復合增長快速發(fā)展，到2030年出貨量將超過250GKh。資料來源;公開資料整理2、發(fā)展趨勢綜合鋰電池技術的發(fā)展路徑、我國各類規(guī)劃、以及各企業(yè)固