固態(tài)電池專題研究報(bào)告-下一代高性能鋰電池

固態(tài)電池專題研究報(bào)告：下一代高性能鋰電池第一章、固態(tài)電池是新一代高性能鋰電池候選者1.1百尺竿頭更進(jìn)一步，固態(tài)電池前景廣闊固態(tài)電池有望成為新一代高性能鋰電池候選者。傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池具有一定的缺陷。1）傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的安全性有上限。有機(jī)易燃電解液在劇烈的撞擊等條件下會(huì)引起一定的安全隱患，且液態(tài)電池隔膜的耐熱極限約為160度，超過此溫度后聚合物會(huì)轉(zhuǎn)化為流動(dòng)態(tài)，導(dǎo)致正負(fù)極直接短路。2）當(dāng)前液態(tài)鋰電池的材料體系逐漸達(dá)到上限。當(dāng)前液態(tài)鋰電池能量密度上限約為350Wh/kg，目前基于氧化物正極與石墨負(fù)極的傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度越來越接近其理論上限。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。固態(tài)電池可以極大緩解液態(tài)電池的問題?？梢源钆涓弑饶懿牧希蠓鶞p重，能量密度提升，能量密度有望達(dá)到500Wh/kg甚至更高。在安全性方面，固態(tài)電池具有高強(qiáng)度、高電化學(xué)穩(wěn)定性以及高燃點(diǎn)。在工信部裝備工業(yè)司對(duì)《中國制造2025》的解釋中也明確提出了“建立和健全富鋰層氧化物正極材料/硅基合金體系鋰離子電池、全固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等下一代鋰離動(dòng)力電池和新體系動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)鏈”。固態(tài)電池分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、全固態(tài)三種類型。半固態(tài)（Halfsolid）液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比<10%，準(zhǔn)固態(tài)（Nearlysolid）液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比<5%，全固態(tài)（AllSolid）不含有任何液體電解質(zhì)。目前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較快的基本為半固態(tài)電池，全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)日。固態(tài)電池的兩大優(yōu)勢：高能量密度+高安全性。1、高能量密度：全固態(tài)電池電化學(xué)窗口可達(dá)5V以上，高于液態(tài)鋰電池（4.2V），可以匹配高能正極和金屬鋰負(fù)極，大幅提升理論能量密度。此外，固態(tài)電池可簡化封裝、冷卻系統(tǒng)，在有限空間進(jìn)一步縮減電池重量，體積能量密度較液態(tài)鋰電池石墨負(fù)極提升70%以上。當(dāng)前液態(tài)鋰電池能量密度已經(jīng)逐漸逼近上限

（350Wh/kg），而固態(tài)電池能量密度有望達(dá)到500Wh/kg甚至更高。2、高安全性：固態(tài)電池將液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，大大降低了電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)。熱穩(wěn)定性通常指聚合物抵抗熱分解的能力，不同成分的固態(tài)電解質(zhì)耐熱極限差異較大（400度-1800度不等），但均顯著高于液態(tài)電池不超過60度的最高工作溫度。半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)電池仍存在一定的可燃風(fēng)險(xiǎn)，但安全性優(yōu)于液態(tài)鋰電池。很多無機(jī)固體電解質(zhì)材料不可燃（如氧化物固態(tài)電解質(zhì)熱穩(wěn)定性高達(dá)1000度）、無腐蝕、不揮發(fā)且不存在漏液問題。全固態(tài)電池的投用尚需時(shí)日，半固態(tài)電池是由液態(tài)電池向全固態(tài)電池過渡的中間方案。全固態(tài)電池具有能量密度高、安全性能好的優(yōu)勢，但是現(xiàn)在實(shí)施全固態(tài)電池會(huì)遇到很大的阻礙，主要包括以下三個(gè)方面：1）固-固界面接觸導(dǎo)致電池內(nèi)阻較大；2）離子電導(dǎo)率不高，現(xiàn)有的固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電率相較液態(tài)電解質(zhì)低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)；3）當(dāng)前由于未產(chǎn)業(yè)化，全固態(tài)電解質(zhì)成本較高。半固態(tài)電池是向全固態(tài)電池過渡的中間方案，1）半固態(tài)電池保留一定量電解液，循環(huán)性能及倍率性能優(yōu)于全固態(tài)電池；2）半固態(tài)電池電極材料浸潤在電解液中，可以改善固態(tài)電池導(dǎo)電率低的問題；3）半固態(tài)電池目前成本比傳統(tǒng)鋰電池略高，相較全固態(tài)電池處于較低位置。1.2固態(tài)電池三種路線，各有優(yōu)劣聚合物、氧化物、硫化物是固態(tài)電池主流的路線，三種路線各有優(yōu)劣。對(duì)于固態(tài)電池來說，其電池正極的材料與路線和液態(tài)鋰電池并沒有很大的區(qū)別，不同的技術(shù)路線主要由不同的電解質(zhì)進(jìn)行區(qū)分。按照電解質(zhì)不同，固態(tài)電池路徑可分為三類：聚合物、氧化物（薄膜或非薄膜）、硫化物，三大體系各有優(yōu)劣。1、聚合物：聚合物的優(yōu)點(diǎn)是易加工，與現(xiàn)有的液態(tài)電解液的生產(chǎn)設(shè)備、工藝都比較兼容，機(jī)械性能好。其缺點(diǎn)1）電導(dǎo)率太低，需要加熱到60度高溫才能正常工作；2）穩(wěn)定性較差，不能適配高電壓的正極材料，且在高溫下也會(huì)發(fā)生起火燃燒的現(xiàn)象；3）電化學(xué)窗口窄，電位差太大時(shí)（>4V）電解質(zhì)易被電解。2、硫化物：電導(dǎo)率最高，并且電化學(xué)穩(wěn)定窗口較寬（5V以上），最具有發(fā)展?jié)摿ΑＦ淙秉c(diǎn)主要為1）熱動(dòng)力穩(wěn)定性較差，熱反應(yīng)起始溫度范圍為400?500°C；2）制備工藝比較復(fù)雜，且容易與空氣中的水、氧氣反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫劇毒氣體。3、氧化物：具有較好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，離子電導(dǎo)率比聚合物更高，熱穩(wěn)定性高達(dá)1000度，機(jī)械穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性非常好。其缺點(diǎn)為1）相對(duì)于硫化物電導(dǎo)率偏低；2）存在剛性界面接觸問題。在性能方面，氧化物電解質(zhì)各方面性能較為均衡，其他類型固態(tài)電解質(zhì)普遍存在性能短板。氧化物電解質(zhì)的還原穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等性能指標(biāo)都較為優(yōu)秀；硫化物電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性較差，易發(fā)生反應(yīng)；聚合物電解質(zhì)的鋰離子遷移數(shù)、氧化穩(wěn)定性等性能都亟待提升。廠商布局技術(shù)路線各有不同，國內(nèi)廠商側(cè)重氧化物固態(tài)電解質(zhì)。氧化物體系因研發(fā)成本和難度相對(duì)較低，較多新進(jìn)廠商和國內(nèi)企業(yè)選擇這一路線，也有望在半固態(tài)池中實(shí)現(xiàn)規(guī)?；宪?。目前，中國幾家頭部固態(tài)電池公司如北京衛(wèi)藍(lán)、江蘇清陶、寧波鋒鋰、臺(tái)灣輝能，都是以氧化物材料為基礎(chǔ)的固液混合技術(shù)路線為主。從長遠(yuǎn)的角度來看，硫化物固態(tài)電解質(zhì)雖然研發(fā)難度高，但因其優(yōu)異的性能和較大的潛力吸引實(shí)力和資本雄厚的電池企業(yè)不斷投入研發(fā)，諸多巨頭（豐田、LG、松下等）選擇其為主要技術(shù)路徑，頭部企業(yè)已有十幾年的技術(shù)積累，一旦實(shí)現(xiàn)突破將形成高技術(shù)壁壘。1.3技術(shù)和成本，固態(tài)電池的難題當(dāng)前固態(tài)電池的廣泛運(yùn)用還存在難題，主要包括固態(tài)電解質(zhì)在室溫條件下的離子電導(dǎo)率不高、固態(tài)電解質(zhì)與正負(fù)極之間界面阻抗比較大、全固態(tài)電解質(zhì)成本較高等問題。固-固界面接觸導(dǎo)致內(nèi)阻較大，離子電導(dǎo)率不高，影響電池性能。固體電解質(zhì)存在大量的晶界，晶界電阻不利于鋰離子輸運(yùn)。同時(shí)，固態(tài)鋰電池中電極與電解質(zhì)之間的界面由固液界面轉(zhuǎn)變?yōu)楣坦探缑妫駶櫺暂^差），具有更高的接觸電阻，難以保持長期穩(wěn)定的接觸，電池內(nèi)阻較大。目前固態(tài)電池的成本高于傳統(tǒng)鋰離子電池，且產(chǎn)品良率較低。根據(jù)Schnell,Joscha等人2020年在《EnergyTechnology》上發(fā)表文章的測算，在使用金屬鋰負(fù)極之前，以硫化物作為電解質(zhì)、以石墨作為負(fù)極的固態(tài)電池成本為158.8$KWh-1，使用石墨負(fù)極的傳統(tǒng)鋰電池總成本為118.7$KWh-1。另外，目前半固態(tài)電池的產(chǎn)品良率較低，實(shí)際上總成本相對(duì)較高。第二章、固態(tài)電池給現(xiàn)有電池產(chǎn)業(yè)鏈帶來的變化2.1生產(chǎn)工藝情況半固態(tài)鋰電池制備工藝流程可兼容傳統(tǒng)鋰電池生產(chǎn)工藝。半固態(tài)電池可以最大程度兼容現(xiàn)有工藝、設(shè)備及材料，具備快速落地的可能。衛(wèi)藍(lán)新能源半固態(tài)電池之所以能快速推向市場，就是因?yàn)楸M可能地借用現(xiàn)有液態(tài)電池裝備和工藝，其中僅有10%-20%的工藝設(shè)備要求不同，主要包括固態(tài)電解質(zhì)膜引入、原位固化工藝、負(fù)極一體化工藝等。全固態(tài)鋰電池與傳統(tǒng)鋰離子電池生產(chǎn)工藝有一定區(qū)別。目前主流的電池制備工藝有疊片工藝和卷繞工藝，全固態(tài)鋰電池對(duì)現(xiàn)有電池制備工藝可以部分兼容，但在部分環(huán)節(jié)也需要進(jìn)行一定的調(diào)整。1）正、負(fù)極材料的制備可以兼容液態(tài)鋰電池的現(xiàn)有工藝流程，電極極片制備保持現(xiàn)有工藝不變；2）電解質(zhì)溶液采用溶膠-凝膠混合物，需要烘烤蒸發(fā)溶劑，得到固體電解質(zhì)薄膜，需要增加電解質(zhì)涂覆、紫外照射烘烤工藝；3）由于沒有電解液，不需要注液工序；4、）如果采用硫化物固態(tài)電解質(zhì)路線，由于硫化物電解質(zhì)易與水分、氧氣發(fā)生反應(yīng)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求較高，最好能在充滿惰性氣體的全封閉室內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)。2.2材料體系變化半固態(tài)電池對(duì)現(xiàn)有材料體系沖擊較小。1）正極材料方面：目前現(xiàn)有的磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元NCM等正極材料仍可延續(xù)使用；2）負(fù)極材料方面：目前主流的石墨系、以及未來的硅碳系均可使用，由于半固態(tài)電池中仍然存在一定量的液態(tài)電解質(zhì)，所以鋰金屬負(fù)極目前尚不適用；3）電解液方面：目前仍需要少量的有機(jī)溶劑浸漬，現(xiàn)有主流的鋰鹽LiPF6以及LiTFSI、LiFSI等新型鋰鹽仍然需要添加；4）隔膜方面：由于半固態(tài)電池中仍然存在一定量的液態(tài)電解質(zhì)，仍然需要隔膜隔絕正負(fù)極防止短路，而且在一些情況下隔膜仍然要被用作骨架支撐，但是對(duì)隔膜的技術(shù)要求可能會(huì)發(fā)生變化。全固態(tài)電池或?qū)?duì)傳統(tǒng)液態(tài)電池四大材料體系造成較大的沖擊。正極材料未來更可能使用高比能材料；負(fù)極材料中金屬鋰有望應(yīng)用；電解質(zhì)體系中液態(tài)溶劑將被完全取代；隔膜將被逐步替代。1、正極材料體系：目前市場主流的磷酸鐵鋰、NCM811、NCA等正極體系理論上均可用于全固態(tài)鋰電池。后期可能開發(fā)高鎳層狀氧化物、富鋰錳基正極等。2、負(fù)極材料體系：由于固體電解質(zhì)具備致密性和高穩(wěn)定性，以及足夠高的機(jī)械強(qiáng)度，能夠有效阻擋鋰枝晶的穿透，能量密度更高的金屬鋰負(fù)極有望應(yīng)用。3、電解質(zhì)體系：全固態(tài)電池中，液態(tài)電解質(zhì)將被完全取代。固態(tài)電解質(zhì)是全固態(tài)鋰電池的核心部件，其進(jìn)展直接影響全固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，目前固態(tài)電解質(zhì)的研究重要集中在聚合物、氧化物和硫化物三類。1）聚合物固態(tài)電解質(zhì)，由聚合物基體（如聚酯、聚醚和聚胺等）和鋰鹽（如LiClO4、LiAsF6、LiPF6等）構(gòu)成，自從1973年WRIGHTPV在堿金屬鹽復(fù)合物中發(fā)現(xiàn)離子導(dǎo)電性后，聚合物材料由于其質(zhì)量較輕、彈性較好、機(jī)械加工性能優(yōu)良的固態(tài)電化學(xué)特性而受到廣泛關(guān)注。它也是最早實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用的固體電解質(zhì)，早在2011年法國公司博洛雷就開始向巴黎投送Autolib電動(dòng)汽車，該車就是采用基于聚合物固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池系統(tǒng)。2）氧化物固態(tài)電解質(zhì)，按照物質(zhì)結(jié)構(gòu)可以分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩類，其中晶態(tài)電解質(zhì)包括鈣鈦礦型、反鈣鈦礦型、石榴石型、NASICON型、LISICON型等，非晶態(tài)氧化物的研究熱點(diǎn)是用在薄膜電池中的LiPON型電解質(zhì)和部分晶化的非晶態(tài)材料。鋰鑭鋯氧有望成為主要的氧化物固態(tài)電解質(zhì)。氧化物固態(tài)電解質(zhì)是目前的主流技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的有以下三種：1）鈣鈦礦型：代表材料為LLTO（鋰鑭鈦氧，Li0.33La0.56TiO3）；2）石榴石型：代表材料為LLZO(鋰鑭鋯氧,Li7La3Zr2O12）；3）NASICON型：代表材料為LATP

（磷酸鈦鋁鋰，Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3）。氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料中LLZO離子電導(dǎo)率最高，能夠達(dá)到10-3。因此我們認(rèn)為，在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的過程中，LLZO有望成為主要的固態(tài)電解質(zhì)的選擇。3）硫化物固體電解質(zhì)，由氧化物固體電解質(zhì)衍生而來，電解質(zhì)的氧化物機(jī)體中氧元素被硫元素所取代。硫化物晶態(tài)固體電解質(zhì)最為典型的是Thio-LISICON，由東京工業(yè)大學(xué)KANNO教授最先在Li2S-GeS2-P2S體系中發(fā)現(xiàn)，室溫離子電導(dǎo)率最高達(dá)2.2x10-3S/cm，且電子電導(dǎo)率可忽略。電解液的離子電導(dǎo)率約為10-2S/cm，硫化物電解質(zhì)的電導(dǎo)率有所接近。硫化物玻璃固體電解質(zhì)通常由P2S5、SiS2、B2S3等網(wǎng)絡(luò)形成體以及網(wǎng)絡(luò)改性體Li2S組成，體系主要包括Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3。組成變化范圍寬，室溫離子電導(dǎo)率高，同時(shí)具有熱穩(wěn)定高、安全性能好、電化學(xué)穩(wěn)定窗口寬的特點(diǎn)，在高功率以及高低溫固態(tài)電池方面優(yōu)勢突出，是具備潛力的固態(tài)電池電解質(zhì)材料。4、隔膜：隔膜的功能是隔絕鋰電池正負(fù)極材料，防止電池短路。固體電解質(zhì)具備電子絕緣性和離子導(dǎo)電性，可以逐步替代現(xiàn)有體系下的隔膜。第三章、固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化之路3.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政策先行政策的推動(dòng)促進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。1）《中國制造2025》提出，2025年電池能量密度達(dá)到400Wh/kg，2030年電池能量密度達(dá)到500Wh/kg；《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》提出，2025年動(dòng)力電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350Wh/kg。固態(tài)電池體系符合未來高能量密度趨勢。2）《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》、《工業(yè)和信息化部等六部門關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》都明確提出加快固態(tài)電池的研發(fā)應(yīng)用，我們認(rèn)為，大量相關(guān)政策的出臺(tái)將會(huì)對(duì)固態(tài)電池的發(fā)展產(chǎn)生積極影響，推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。3.2固態(tài)電池科研成果突飛猛進(jìn)2014年后國內(nèi)固態(tài)電池相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量大幅上升。從國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局“高級(jí)檢索”欄目以“固態(tài)電池”為關(guān)鍵詞進(jìn)行查找，共出現(xiàn)1358項(xiàng)專利。近十年，國內(nèi)關(guān)于固態(tài)電池的專利申請(qǐng)保持上升勢頭，年均復(fù)合增長率高達(dá)40.74%，從2013年的10項(xiàng)專利申請(qǐng)到2021年的305項(xiàng)專利申請(qǐng)，2014年之后國內(nèi)固態(tài)電池相關(guān)專利申請(qǐng)量占總申請(qǐng)量的96.8%。國內(nèi)固態(tài)電池專利申請(qǐng)?jiān)跀?shù)量上與國外有所差距。1）國內(nèi)情況：根據(jù)前文從國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的查詢，國內(nèi)固態(tài)電池相關(guān)專利申請(qǐng)前十名的申請(qǐng)人有四家是中國本土企業(yè)，韓國五家，日本一家，其中韓國的現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社以59項(xiàng)專利成為國內(nèi)固態(tài)電池相關(guān)專利申請(qǐng)第一。2）全球情況：根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞與專利調(diào)查公司PatentResult合作進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查，從2000年至2022年3月為止全球已公開的固態(tài)電池專利件數(shù)中，第一名是握有1331件專利的豐田汽車，第二名的PanasonicHD則有445件，第三名出光興產(chǎn)則有272件。日本企業(yè)獨(dú)占前三名，十強(qiáng)中有六家是日本企業(yè)，其余則皆韓國企業(yè)。大批科研團(tuán)隊(duì)投入對(duì)固態(tài)電池相關(guān)領(lǐng)域的研究，通過與相關(guān)企業(yè)合作或自行成立公司的方式推動(dòng)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，做到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。1）國內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈上的優(yōu)秀企業(yè)也紛紛開展自主研發(fā)或者與科研團(tuán)隊(duì)合作，促進(jìn)固態(tài)電池的投產(chǎn)，如許曉雄與贛鋒鋰業(yè)合作、張濤與上海洗霸合作等。2）還有一些科研團(tuán)隊(duì)利用研發(fā)出來的先進(jìn)技術(shù)成立了自己的公司，推動(dòng)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，其中的典型代表就是陳立泉、李泓團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立衛(wèi)藍(lán)新能源，以及南策文團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立清陶能源。3.3產(chǎn)能擴(kuò)張迅猛，產(chǎn)業(yè)化加速目前國內(nèi)外眾多企業(yè)加速推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。國內(nèi)眾多企業(yè)開始投入固態(tài)電池相關(guān)研究，主要可以分為以下三種類型：1）將固態(tài)電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化作為主營業(yè)務(wù)的企業(yè)，典型代表如衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源等；2）原傳統(tǒng)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)進(jìn)軍固態(tài)電池相關(guān)業(yè)務(wù)，典型代表如贛鋒鋰業(yè)、比亞迪、寧德時(shí)代等企業(yè)；3）主營業(yè)務(wù)與固態(tài)電池差距較大、看好固態(tài)電池的發(fā)展前景從而通過技術(shù)合作等多種方式開拓相關(guān)業(yè)務(wù)的企業(yè)，典型代表如上海洗霸（原先業(yè)務(wù)為水處理業(yè)務(wù)）、金龍羽（原先業(yè)務(wù)為線纜業(yè)務(wù)）、高樂股份（原先業(yè)務(wù)為玩具和互聯(lián)網(wǎng)教育）等。大量車企宣布半固態(tài)電池預(yù)計(jì)搭載時(shí)間，半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化即將到來。當(dāng)前，已有大量下游車企宣布了半固態(tài)電池的預(yù)計(jì)搭載時(shí)間，主要集中于2024-2025年，屆時(shí)有望迎來半固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化浪潮。1、東風(fēng)：2018年起，東風(fēng)公司成立固態(tài)電池項(xiàng)目組，開展固態(tài)電池、固態(tài)電池系統(tǒng)技術(shù)研究。2019年7月，第一代固態(tài)電池系統(tǒng)開發(fā)完成。2020年6月，成功開發(fā)第一代固態(tài)電池系統(tǒng)的整車。2022年1月，由東風(fēng)公司與贛鋒鋰業(yè)合作開發(fā)高比能固態(tài)電池成功在東風(fēng)E70搭載。截至2022年12月，東風(fēng)公司已完成小批量固態(tài)電池整車開發(fā)、試制及運(yùn)營，50臺(tái)搭載固態(tài)電池的東風(fēng)風(fēng)神E70已開展示范運(yùn)營，運(yùn)營里程超50萬公里。2022年12月30日到2023年1月8日舉行的廣州車展上，東風(fēng)汽車表示，目前正在研發(fā)第二代固態(tài)電池，預(yù)計(jì)將在2024年上半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)搭載，屆時(shí)整車?yán)m(xù)航里程可達(dá)1000公里以上。2、蔚來：2023年2月，蔚來聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁秦力洪表示，蔚來150kWh電池包預(yù)計(jì)2023年暑期上線。蔚來150kWh固態(tài)電池于2021年初發(fā)布，從固液電解質(zhì)、負(fù)極、正極材料到制造工藝，進(jìn)行全面創(chuàng)新，突破了原位固化，高性能硅碳負(fù)極和納米級(jí)包覆、超高鎳正極等多項(xiàng)核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)360Wh/kg的超高能量密度。全新的蔚來ES8續(xù)航可達(dá)到850km，ES6續(xù)航可達(dá)到900km，而ET7續(xù)航里程突破1000km。3、賽力斯：賽力斯董事長張正萍在布魯塞爾車展上表示，賽力斯旗下SERES5純電版車型將分別搭載90kWh半固態(tài)電池和80kWh磷酸鐵鋰電池，最大續(xù)航里程530km，并于2023年3月開啟交付，進(jìn)軍歐洲市場。2月7日，贛鋒鋰業(yè)控股子公司贛鋒鋰電在其官方微信公眾號(hào)上宣布，搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動(dòng)SUV賽力斯-SERES-5規(guī)劃于2023年上市。第四章、產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)公司4.1衛(wèi)藍(lán)新能源衛(wèi)藍(lán)新能源專注于固態(tài)電池領(lǐng)域。北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司成立于2016年，是一家專注于全固態(tài)鋰電池研發(fā)與生產(chǎn)、擁有系列核心專利與技術(shù)的國家高新技術(shù)企業(yè)，是中國科學(xué)院物理研究所清潔能源實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池技術(shù)的唯一產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)。公司由中國工程院院士陳立泉、中科院物理所研究員李泓、原北汽新能源總工俞會(huì)根共同發(fā)起創(chuàng)辦，在北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州和山東淄博擁有4大生產(chǎn)基地。公司是國家高新技術(shù)企業(yè)，有雄厚的技術(shù)背景，大量國家專利。1）陳立泉為中國工程院院士，2004年至今任中國硅酸鹽學(xué)會(huì)副理事長。曾獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，2007年獲國際電池材料協(xié)會(huì)終身成就獎(jiǎng)。2）李泓為中國科學(xué)院物理研究所研究員，北京市科委固態(tài)電池重點(diǎn)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金委固態(tài)電池重點(diǎn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。3）公司已申請(qǐng)國家專利400余項(xiàng)，授權(quán)100余項(xiàng)。目前，衛(wèi)藍(lán)新能源已經(jīng)開發(fā)了150Wh/kg的針對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能的本質(zhì)安全的固液混合儲(chǔ)能電池、270Wh/kg針對(duì)無人機(jī)的高比能混合固液電池、300Wh/kg混合固液的動(dòng)力電池。公司產(chǎn)品系列豐富。衛(wèi)藍(lán)新能源目前擁有22Ah、23Ah、27Ah、30Ah四種固態(tài)鋰離子電芯產(chǎn)品，以及7種不同規(guī)格的固態(tài)鋰離子電池包。其中16000mAh的6S鋰離子固態(tài)電池包主要運(yùn)用于巡檢、安防、攝影航拍等功率需求時(shí)間長、倍率要求小的行業(yè)，22000mAh的6S鋰離子固態(tài)電池包主要運(yùn)用于植保無人機(jī)、智能機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)施設(shè)備等領(lǐng)域。公司具有較為明確的固態(tài)電池產(chǎn)能規(guī)劃。1）溧陽：2020年7月，溧陽1億瓦時(shí)固態(tài)電池產(chǎn)線投產(chǎn)。2）湖州：2022年11月22日，衛(wèi)藍(lán)湖州基地第一顆半固態(tài)動(dòng)力電芯正式下線，同日，總投資139億元的年產(chǎn)20GWh固態(tài)電池項(xiàng)目在湖州順利簽約。3）淄博：2022年2月，公司在山東淄博100GWh固態(tài)鋰電池項(xiàng)目正式開工，總投資400億元，其中一期投資102億元，年產(chǎn)混合固液電解質(zhì)電池和全固態(tài)電池20GWh。公司與蔚來汽車深度合作。2021年7月至2022年3月，蔚來高級(jí)副總裁曾澍湘出任衛(wèi)藍(lán)

新能源董事。2022年3月27日，在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上，衛(wèi)藍(lán)新能源首席科學(xué)家、創(chuàng)始人李泓透露，衛(wèi)藍(lán)新能源正在與蔚來汽車合作。蔚來聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁秦力洪表示，蔚來150kWh電池包預(yù)計(jì)2023年暑期上線。4.2

贛鋒鋰業(yè)（有色）公司利用自身優(yōu)勢，積極布局固態(tài)電池領(lǐng)域。自2016年以來，贛鋒鋰業(yè)結(jié)合自身在電池產(chǎn)業(yè)鏈中積累的各方面優(yōu)勢，斥巨資提前進(jìn)行固態(tài)電池布局。公司重視固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)研發(fā)，與中科院寧波所深度合作，聘請(qǐng)?jiān)S曉雄博士為公司董事、首席科學(xué)家。2016年，公司成立固態(tài)電池研發(fā)中心，并建設(shè)全自動(dòng)聚合物鋰電池生產(chǎn)線，兼顧固態(tài)技術(shù)的研發(fā)和商業(yè)化。2017年，許曉雄博士擔(dān)任公司首席科學(xué)家（許曉雄博士是科技部“十二五”新能源領(lǐng)域“全固態(tài)鋰離子儲(chǔ)能電池”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人）。公司重視固態(tài)電池產(chǎn)品的持續(xù)研發(fā)與性能提升。贛鋒鋰業(yè)第一代混合固液電解質(zhì)電池產(chǎn)品采用NCM三元正極材料體系，能量密度達(dá)235-280Wh/kg。第二代固態(tài)鋰電池采用高鎳三元正極、固態(tài)隔膜和含金屬鋰負(fù)極材料，能量密度已經(jīng)超過350Wh/kg，循環(huán)壽命接近400次。另外，能量密度超過420Wh/kg的金屬鋰負(fù)極的固態(tài)電芯已在特殊領(lǐng)域開始應(yīng)用。公司固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)能加速擴(kuò)張。隨著公司在第一代、第二代固態(tài)電池技術(shù)方面趨于成熟，2022年開始，公司加大了在固態(tài)電池領(lǐng)域的投資。目前，公司已建成以及擬建設(shè)固態(tài)電池產(chǎn)能如下：1）江西新余生產(chǎn)基地2GWh固態(tài)電池產(chǎn)能；2）重慶兩江新區(qū)的重慶贛鋒鋰電科技有限公司年產(chǎn)20GWh新型鋰電池研發(fā)及生產(chǎn)基地項(xiàng)目，產(chǎn)品包括第二代固態(tài)鋰電池；

3）2023年1月，贛鋒鋰電與重慶市涪陵區(qū)人民政府、三峽水利、東方鑫源共同簽署投資協(xié)議，由贛鋒鋰電控股，在重慶市涪陵高新區(qū)投資建設(shè)年產(chǎn)24GWh動(dòng)力電池項(xiàng)目，產(chǎn)品規(guī)劃包括固態(tài)電池；4）2023年1月，公司在東莞市投資建設(shè)年產(chǎn)10GWh新型鋰電池及儲(chǔ)能總部項(xiàng)目，產(chǎn)品包括半固態(tài)電芯。公司與下游車企深度合作，推動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。公司與多家車企達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同開發(fā)固態(tài)電池，推動(dòng)固態(tài)電池裝車運(yùn)行。2019年4月，公司與德國大眾簽訂了戰(zhàn)略合作備忘錄，在電池回收和固態(tài)電池等未來議題上進(jìn)行合作。2022年1月，首批搭載贛鋒固態(tài)電池的東風(fēng)E70電動(dòng)車正式完成交付。2022年8月，公司與廣汽埃安簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，廣汽埃安支持贛鋒鋰電在新型電池領(lǐng)域（如固態(tài)電池）開發(fā)工作，優(yōu)先引入贛鋒鋰電新型電池方案。2023年2月，贛鋒鋰電宣布公司與賽力斯集團(tuán)將圍繞固態(tài)電池裝車應(yīng)用展開深度合作，搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動(dòng)SUV賽力斯-SERES-5計(jì)劃于2023年上市。4.3清陶能源清陶能源是由南策文院士創(chuàng)立的固態(tài)電池企業(yè)，技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。清陶能源成立于2016年，由中科院院士、清華大學(xué)教授南策文團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜創(chuàng)辦，公司率先實(shí)現(xiàn)了固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化，建有固態(tài)動(dòng)力鋰電池規(guī)模化量產(chǎn)線。公司目前已申請(qǐng)國家專利400多項(xiàng)，獲得授權(quán)近300項(xiàng)。公司具有多元產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。公司的產(chǎn)品不僅包括固態(tài)鋰電池，還包括許多相關(guān)的材料和設(shè)備。1）固態(tài)鋰電池：主要包括各種規(guī)格的電芯產(chǎn)品，兩款電動(dòng)汽車動(dòng)力電池電芯LongVDA電芯和ShortVDA電芯循環(huán)壽命均突破2000次；動(dòng)力電池產(chǎn)品，涵蓋590、390、355等多個(gè)模組；不同用途的數(shù)碼電池產(chǎn)品（如消費(fèi)電子類和通信電子類）；特種儲(chǔ)能產(chǎn)品。2）新材料：主要包括固態(tài)電解質(zhì)材料（分為氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體和復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜）；復(fù)合隔膜材料，包括納米陶瓷纖維膜、離子導(dǎo)體膜、陶瓷顆粒膜等多種產(chǎn)品；凹土新材料。3）自動(dòng)化設(shè)備：主要包括鋰電池自動(dòng)化設(shè)備（主要為各種涂布機(jī)）；非標(biāo)定制化設(shè)備。目前，清陶能源已經(jīng)研發(fā)生產(chǎn)出三代電池。第一代半固態(tài)電池在已經(jīng)量產(chǎn)的基礎(chǔ)上持續(xù)優(yōu)化，360Wh/kg車規(guī)級(jí)半固態(tài)電池產(chǎn)品循環(huán)壽命超過1200次，300Wh/kg車規(guī)級(jí)4C快充固態(tài)電池項(xiàng)目完成客戶驗(yàn)收，240Wh/kg半固態(tài)電池產(chǎn)品循環(huán)壽命超過5000次。第二代固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度可達(dá)400-500Wh/kg，已進(jìn)入中試準(zhǔn)備階段。第三段全固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度＞500Wh/kg，正在全力推進(jìn)突破工藝設(shè)備創(chuàng)新，完成可量產(chǎn)性及可靠性論證。公司深入各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行市場開拓。2020年7月，搭載清陶固態(tài)電池系統(tǒng)的純電動(dòng)樣車在北汽新能源完成調(diào)試，成功下線，這是國內(nèi)首次公開的可行駛的固態(tài)電池樣車。2022年7月，公司與上汽集團(tuán)共建“固態(tài)電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，并已在魔方電池系統(tǒng)匹配、輕量化節(jié)能降耗、動(dòng)力電池及系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)等方面形成創(chuàng)新成果。2022年11月，與北汽福田聯(lián)合開發(fā)的首套量產(chǎn)商用車固態(tài)電池系統(tǒng)完成調(diào)試、正式下線。2022年8-12月，清陶能源固態(tài)能量艙產(chǎn)品成功交付昆山市第一人民醫(yī)院新院區(qū)（昆山東部醫(yī)療中心）和蘇州昆山奧體中心（昆山足球場）項(xiàng)目等。公司在固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)能布局方面擴(kuò)張加速。根據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，目前公司固態(tài)電池已建、在建和擬建的產(chǎn)能合計(jì)達(dá)到35GWh。1）江西宜春年產(chǎn)10GWh固態(tài)鋰電池生產(chǎn)基地：總投資55億元，項(xiàng)目一期投資5.5億元，建設(shè)年產(chǎn)1GWh固態(tài)鋰電池生產(chǎn)基地，已于2020年7月投產(chǎn)；二期將進(jìn)一步增加投資，擴(kuò)大產(chǎn)能，目前項(xiàng)目正在建設(shè)中。2）江蘇昆山10GWh固態(tài)動(dòng)力電池項(xiàng)目：主要面向新能源汽車領(lǐng)域，總投資50億元，2022年2月開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2023年5月完成土建施工，2023年年內(nèi)投產(chǎn)。3）四川成都年產(chǎn)15GWh動(dòng)力固態(tài)電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目：2023年2月14日，在“投資四川·成都都市圈全球投資推介會(huì)”上，清陶能源動(dòng)力固態(tài)電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地正式簽約落地成都郫都區(qū)，項(xiàng)目計(jì)劃投資100億元，分兩期建設(shè)，首條生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能1GWh，目前正在調(diào)試，預(yù)計(jì)近期首批半固態(tài)電池將在郫都工廠