2021年01月14日 | 2021年中国固态电池行业市场现状及发展分析

2021-01-14 来源：前瞻产业研究院

固态电池是是未来锂电的发展方向，2021年1月9日，蔚来汽车发布的新型电动轿车车型ET7采用了高能量密度360wh／kg的固态电池，引起业界关注。

蔚来新车型燃起固态电池火热度

2021年1月9日，蔚来汽车发布了新型电动轿车车型ET7，其中一大亮点在于ET7采用了固态电池技术，具备超高能量密度360wh／kg，续航超过1000公里。蔚来“ET7”新车型号采用的固态电池能量密度超过北汽EU260、北汽样车、哪吒U等。蔚来“ET7”新车型再度燃起固态电池的火热度。

图表1：蔚来ET7固态电池密度与北汽、哪吒U对比(单位：wh/kg)

固态电池是未来锂电的发展方向

固态电池是指采用固态电解质的锂离子电池，其本质上仍是锂电池，仅将电解液与隔膜替换为固态电池质。与传统锂电池相比，固态电池具备更高的能量密度以及更强的安全性，同时能够克服稳定性差和充电效率低的问题。

图表2：固态电池较传统锂电池的优势

从锂电池技术发展的路径来看，全固态是未来锂电的发展方向。目前液态锂电池能够实现的能量密度已近极限。而使用全固态锂电池能量密度具备突破500wh／kg的潜力。

图表3：动力锂电池发展路径

目前处在的阶段

目前，全固态电池分为三大技术路径，分别是聚合物全固态电池、氧化物全固态电池和硫化物固态电池。聚合物全固态电池耐受高电压、安全性好，但是电解质片易脆裂、界面电阻高、大容量电芯制造难度大。氧化物全固态电池基本适应高电压离子，导电率最高，但是固固接触持续变差、空气敏感（成本高）。硫化物固态电池易于加工，可制备大容量电芯，但是温度范围较窄，一般在60－85摄氏度。

旺财锂电图表4：三大全固态电池优劣势对比分析

固态电池商业化仍需时日

不过，目前全球固态电池技术还不成熟，固态电池存在固－固界面接触难题，内阻较大，循环性能、倍率性能差。与液态电解液相比，固态电解质的电导率／锂离子迁移率低1－2个数量级，电导率低，全电池阻抗大，导致循环性能、倍率性能差。电极材料在充电时膨胀，放电时受挫，液态电解液一电极（液体一固体）接触相对较好，而固态电解质一电极（固体一固体）难以保持长期稳定的接触，并加大了固体电解质破裂或分离的可能，电池内阻较大。

图表5：固态电解质与液态电解液的电导率对比

同时，固态电池加工工艺流程较多，存在加工工艺难度大的问题。硫化物固态电解质对生产环境要求苛刻，需隔绝水和氧气，加工工艺和大规模量产技术尚未解决。另一方面，固态电池生产成本多为生产过程成本。根据国际新能源网数据显示，固态电池生产过程成本占比超50％，而锂离子电池的生产过程成本仅为20％－30％；银碳层大规模生产所需的贵金属纳米银成本较高。因此，要实现固态电池商业化仍需时日。

图表6：固态电池工艺流程

图表7：固态电池存在的问题分析

全球参与主体较多

目前，中国、美国、日本、韩国、英国等国家的研究机构和企业都在积极研发固态电解质。布局的固态电池企业分为三大类，一类为创业型企业，如QuantumScape、Solid Power、辉能等，电池企业CATL、三星SDI等，车企如丰田等，这些企业选择的技术体系也不相同，Bollore、IMEC选择固态聚合物；TDK（MLCC）、辉能选择氧化物体系；QuantumScape兼顾三大技术体系；CATL则选择硫化物体系。但是，整体来看，全球范围对全固态电池的量产时间预计至少在2025年以后。

图表8：全球参与开发固态电池技术的企业及机构一览

图表9：固态电池部分参与者固态电池技术路径及量产情况

车企通过注资锂电池制造企业入局

近年来，我国车企通过注资锂电池制造企业布局固态电池，如北汽、上汽、广汽均先后参与了清陶能源的融资，而一汽在2020年4月参与辉能科技D轮融资。

图表10：车企投资锂电池制造厂商重点事件汇总

无论如何，蔚来发布的新车型ET7让固态电池的关注度进一步提升。锂电池制造厂商在2025年后实现固态电池量产值得大众期待。

固态电池蔚来ET7

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