固態(tài)電池項目可行性研究報告-固態(tài)電池是一種新型電池

固態(tài)電池項目可行性研究報告-固態(tài)電池是一種新型電池編制單位：北京智博睿項目管理有限公司1、固態(tài)電池是一種新型電池1.1固態(tài)電池是一種新型電池固態(tài)電池是一種使用固態(tài)電解質取代傳統鋰離子電池中的電解液的新型電池。性能更好的固態(tài)電池取代傳統鋰電池是電池的發(fā)展方向，根據固化程度的不同，固態(tài)電池可以分為半固態(tài)電池和全固態(tài)電池。固態(tài)電解質按其組分主要分為聚合物固態(tài)電解質、氧化物固態(tài)電解質、硫化物固態(tài)電解質、鹵化物固態(tài)電解質。1.2固態(tài)電池的性能優(yōu)勢有哪些？固態(tài)電池能量密度高于傳統液態(tài)鋰電池。相比傳統液態(tài)鋰電池能量密度200-300Wh/kg，固態(tài)電池采用固態(tài)電解質，固態(tài)電解質比電解液擁有更高的能量密度，目前最高已達到500h/kg。相同體積的情況下，固態(tài)電池能提供的能量更多，電池的體積也更小。此外，全固態(tài)電池可以使用金屬鋰做負極，可以滿足更高的能量密度需求。固態(tài)電池具有更高的安全性。傳統鋰離子電池的電解液有泄露的風險，且在溫度過高時有自燃和爆炸的危險。固態(tài)電解質熱穩(wěn)定性好、不易燃、不易爆，沒有液體泄露的風險，且由于固態(tài)電解質化學活性較穩(wěn)定，受環(huán)境溫度影響較小，因而在碰撞和擠壓等情況下穩(wěn)定性更高，起火概率不到傳統鋰電池二十分之一，是解決安全性問題的根本方法。固態(tài)電池具有更高的機械強度與穩(wěn)定性。固態(tài)電池與傳統液態(tài)電池最大的區(qū)別就是電解液的形態(tài)，固態(tài)電池將電解液全部或部分升級為固態(tài)電解質，從而具備更高的機械強度與穩(wěn)定性。不同類型鋰電池安全測試示意圖不同固體電解質熱失控行為起始溫度比較固態(tài)電池擁有更好的綜合性能。傳統鋰離子電池電解液有泄露的風險，且在溫度過高時有自燃和爆炸的危險。固態(tài)電池可在一定程度上抑制鋰枝晶的生長，同時具有循環(huán)壽命長、結構緊湊、規(guī)模可調、設計彈性大、易于包裝等特點，符合未來大容量新型化學儲能技術發(fā)展的方向。固態(tài)電池與液態(tài)電池特性對比2.國內外產業(yè)化進展2.1國內：固態(tài)電池產業(yè)化加速，固態(tài)電解質供應存在缺口國內固態(tài)電池產業(yè)化進程加速。初創(chuàng)公司以衛(wèi)藍新能源、清陶能源，恩能動力為代表，傳統鋰電巨頭以寧德時代、贛鋒鋰業(yè)、孚能科技為代表均加快固態(tài)電池研發(fā)進度。其中孚能科技、衛(wèi)藍新能源、贛鋒鋰業(yè)半固態(tài)電池產品已實現裝車發(fā)布，眾多廠商半固態(tài)電池產品具備量產能力；億緯鋰能、恩力動力在全固態(tài)電池進度領先。GGII預計2024年固態(tài)電池（半）有望實現大規(guī)模裝車，全年裝機量有望超過5GWh。產品能量密度創(chuàng)新高，最高可達500Wh/kg。清陶能源第二代產品正在小試階段，液體含量小于5%，能量密度達到400-500Wh/kg。贛鋒鋰業(yè)二代混合固態(tài)鋰電池采用三元正極，固態(tài)隔膜和金屬鋰負極，能量密度可以達到400Wh/kg以上。寧德時代在2023年4月發(fā)布全新超高能量密度凝聚態(tài)電池產品，該電池將首先應用于民用電動載人飛機項目的合作開發(fā)，其中飛機用電池能量密度達500Wh/kg。國內固態(tài)電池產業(yè)化進展半固態(tài)電池率先實現裝車，固態(tài)電池最早25年實現量產。半固態(tài)電池由于可沿用現有液態(tài)鋰產業(yè)鏈的優(yōu)勢，23年率先在國內落地并實現小批量裝車。2023年12月17日，搭載150kWh半固態(tài)電池的蔚來ET7進行續(xù)航里程測試，最終行駛1044公里，電池電量剩余3%，證明了半固態(tài)電池的潛力。目前國內車企巨頭均通過自研或綁定電池廠，提前布局固態(tài)電池技術。蔚來、賽力斯、上汽、東風等車企與電池廠合作，已實現裝車或有裝車計劃；比亞迪、長安、廣汽等車企自研技術均有突破，最早預計25年開始量產。國內車企固態(tài)電池研發(fā)裝車進度固態(tài)電池產能加快落地，固態(tài)電解質供應存在缺口。國內固態(tài)電池的產能規(guī)劃已接近400GWh，2023年落地產能約9.4GWh。而所需固態(tài)電解質23年產能未達萬噸，主要來源于天目先導與藍固新能源。我們認為未來固態(tài)電池將由投資階段轉入生產階段，固態(tài)電解質研發(fā)將加速落地，有望持續(xù)保持高景氣度。國內固態(tài)電池及固態(tài)電解質產能規(guī)劃2.2國外：固態(tài)電池獲政府支持整體領先布局國外固態(tài)電池研發(fā)受政府支持獲高補貼。2018年11月德國政府出資10億歐元支持固態(tài)電池技術研發(fā)與生產；2019年8月美國能源部宣布資助200萬美元用于固態(tài)電池界面問題及硫化物全固態(tài)電池研究，2021年10月增資2.09億美元及2023年1月進一步增資4200萬美元支持固態(tài)電池技術研究；2019年12月歐盟七國共同出資32億歐元用于研發(fā)固態(tài)電池等環(huán)保鋰電池技術，2022-2023年并額外增加600-800萬歐元用于解決固態(tài)電解質相關問題；2022年5月日本宣布投入1510億日元用于資助高性能電池及材料和10個固態(tài)電池等18個課題研究。國外整體布局領先，力爭2030年實現全固態(tài)電池商業(yè)化。國外搶先押注全固態(tài)電池技術，部分企業(yè)已交付A樣。日本選擇了硫化物路線，研發(fā)布局最早，技術和專利全球領先，力爭2030年實現全固態(tài)電池商業(yè)化；韓國選擇氧化物和硫化物路線并行，目標2025-2028年開發(fā)出能量密度為400Wh/kg的商用技術，并于2030年完成裝車；美國全路線布局，目標在2030年能量密度達到500Wh/kg。海外固態(tài)電池產業(yè)化進展3.未來產業(yè)化發(fā)展趨勢3.1半固態(tài)電池向全固態(tài)電池過渡發(fā)展通過半固態(tài)技術向全固態(tài)電池過渡。固態(tài)電解質的完全實現，將通過固液混合電解質的形態(tài)過渡，包括聚合物-鋰鹽復合電解質、磷酸鹽電解質和單離子聚合物及其復合材料等。隨著技術的發(fā)展，各企業(yè)研發(fā)的固體電解質電導率有望由10-3S/cm逐步提升到10-2S/cm。國內動力蓄電池關鍵材料技術路線圖技術升級提升固態(tài)電池能量密度和綜合性能。為滿足新能源汽車需求，需要優(yōu)化現有固液混合電解質的鋰離子蓄電池技術，開發(fā)新型固態(tài)鋰電池，開展提升安全性、一致性和循環(huán)壽命等關鍵技術研究。在鋰硫蓄電池方面，優(yōu)化現有材料體系鋰硫蓄電池技術，開展兼具高能量密度和長壽命鋰硫蓄電池的技術研究。在其他新體系動力蓄電池方面，提出高比容量鋰空氣蓄電池壽命提升和低成本鈉離子蓄電池質量能量密度提升的技術新途徑和新方法等。國內電池技術路線圖3.2固態(tài)電池原材料實現迭代升級固態(tài)電池產業(yè)鏈包括上游金屬原材料供應到中游電池材料，包括正負極材料、隔膜和固態(tài)電解質，及下游固態(tài)電池產品等。固態(tài)電池與傳統液態(tài)鋰電池最大區(qū)別在于行業(yè)鏈中游原材料的迭代升級。固態(tài)電池原材料主要包括正負極材料、隔膜以及固態(tài)電解液。固態(tài)電池產業(yè)鏈與液態(tài)鋰電池大致相似，區(qū)別在于中游的負極材料和電解質不同。主流廠商按照半固態(tài)到全固態(tài)的發(fā)展路徑布局，核心變化在于引入固態(tài)電解質，負極將從石墨，向硅基負極、含鋰負極，再向金屬鋰負極升級：正極從高鎳三元，向高電壓高鎳三元、超高鎳三元，再向尖晶石鎳錳酸鋰、層狀富鋰基等新型正極材料迭代;隔膜從傳統隔膜，向氧化物涂覆隔膜，再向取消隔膜升級。固態(tài)電池產業(yè)鏈固態(tài)電池技術發(fā)展和應用預計將呈現梯次滲透趨勢。預計液態(tài)電池到固態(tài)電池的技術迭代路徑大致遵循“引入固態(tài)電解質→引入新型負極→引入新型正極”路徑。階段一：引入固態(tài)電解質，保留少量電解液，正負極仍為三元+石墨/硅負極，并采用負極預鋰化等技術提高能量密度。階段二：用固態(tài)電解質逐步至完全取代電解液，用金屬鋰取代石墨/硅負極，正極仍為三元材料。階段三：逐漸減薄固態(tài)電解質的厚度，并用硫化物/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等材料取代正極。固態(tài)電池技術迭代路徑固態(tài)電解質主流技術以氧化物電解質及硫化物電解質為主。根據電解質的不同，主要可分為聚合物固態(tài)電解質和無機固態(tài)電解質。前者代表性的體系是PEO聚環(huán)氧乙烷；后者是氧化物、硫化物和鹵化物體系。氧化物電解質在穩(wěn)定性上占優(yōu)，而硫化物在電導率上占優(yōu)。氧化物代表企業(yè)包括中國臺灣輝能、TDK、豐田、江蘇清陶能源、北京衛(wèi)藍新能源等，硫化物代表企業(yè)包括寧德時代、松下、LGC等。4、新能源增長趨勢確定，當前產業(yè)鏈核心矛盾在供給端。1-11月，國內新能源汽車銷量、動力電池產量和裝機量同比增速分別為37%/43%/31%；1-11月全球動力電池裝機量624GWh，同比+42%，增速自高點回落但依然可觀。隨著美國、東南亞等新興市場快速崛起，全球范圍內有望激發(fā)新一輪增長活力。而供給端的過剩與庫存才是新能源汽車及鋰電池產業(yè)鏈當前面臨的主要問題。5、融資收緊預期下降，供給端擴張放緩，盈利有望復蘇。當前固定資產投資增速已經邊際放緩，在建工程同比增速也已從高點回落?；诋斍笆袌鰧π袠I(yè)增速、產業(yè)鏈盈利、格局惡化的擔憂，疊加再融資規(guī)則的收緊，鋰電企業(yè)融資難度加大節(jié)奏減緩，行業(yè)繼續(xù)大規(guī)模擴張受到制約。投資動力和融資能力受損，產業(yè)鏈供給端實際的擴張速度與規(guī)模不及預期。需求保持可觀增速，而擴產進度滯后的情況下，行業(yè)整體有望迎來盈利復蘇。6、中國鋰電產業(yè)鏈世界領先，有望受益全球化機遇。我國在電動車領域已經形成完善的產業(yè)鏈配套體系，并積極拓展海外市場。盡管歐美政府施加種種稅收與政策限制，但本土產業(yè)鏈短期內無法攻破技術、成本等多方壁壘，日韓企業(yè)在長期低盈利下擴張力度也相對有限，產業(yè)發(fā)展終究要從政策導向、政府補貼驅動的競賽回歸到產業(yè)鏈的競爭，中國鋰電企業(yè)仍將面對全球持續(xù)增長的電動車與動力電池需求。項目可行性研究報告（2023年5月1日新版）編制大綱第一章概論1.1項目概況1.2項目單位概況1.3編制依據1.4主要結論和建議第二章項目建設背景及必要性2.1項目建設背景2.2規(guī)劃政策符合性2.3建設必要性第三章項目需求分析與產出方案3.1需求分析3.2建設內容和規(guī)模3.3項目產出方案第四章項目選址與要素保障4.1項目選址4.2項目建設條件4.3要素保障分析第五章建設方案5.1工程方案5.2建設管理方案第六章項目運營方案6.1運營模式選擇6.2運營組織方案6.3安全保障方案6.4績效管理方案第七章環(huán)境保護7.1執(zhí)行依據7.2建設期環(huán)境影響分析及環(huán)保措施7.3運營期污染防治及處理措施7.4水土保持措施7.5特殊環(huán)境影響分析7.6結論7.7建議第八章節(jié)能分析8.1編制依據8.2節(jié)能原則8.3項目能源消耗的種類8.4節(jié)能措施第九章項目投資估算與資金籌措9.1投資估算9.2資金籌措第十章項目