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(yuǎn)期商業(yè)化前景。固態(tài)鋰電池主要由正極、負(fù)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?zé)岱�(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(shè)計，降低電池的重量和體積，能量密度有望突破300Wh/kg。

資料來源：公開資料整理

       近年來，下游應(yīng)用領(lǐng)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(shù)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(shù)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。

       鋰電池技術(shù)發(fā)展路徑

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       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(yù)計5-10年內(nèi)全固態(tài)電池?zé)o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(shù)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%。

固態(tài)電池生產(chǎn)工藝流程

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       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(yīng)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(dá)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(rèn)有望突破電化學(xué)儲能技術(shù)瓶頸，滿足未來發(fā)展需求的新興技術(shù)方向之一。在電化學(xué)儲能方面，目前鋰電池占電化學(xué)儲能比重達(dá)80%。根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)顯示，2020年電化學(xué)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(dǎo)方針，電化學(xué)儲能在用戶側(cè)、可再生能源并網(wǎng)配套等領(lǐng)域的需求有望迎來快速增長，固態(tài)電池發(fā)展前景明朗。

資料來源：CNESA，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理

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       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(fù)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(yīng)用領(lǐng)域主要為消費電子、新能源汽車、儲能等新興領(lǐng)域。

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

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        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(fù)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(shè)計/廠房、能源及人員/生產(chǎn)工序三大板塊。

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       3、技術(shù)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(biāo)。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(dǎo)電率最高。目前，固態(tài)電池還存在部分技術(shù)瓶頸亟需突破，例如單位面積離子電導(dǎo)率較低、難以開發(fā)大容量動力電池或儲能電池等。

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相關(guān)報告：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2021-2026年中國固態(tài)電池行業(yè)市場供需格局及投資規(guī)劃建議報告》

        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(lǐng)域的主動權(quán)。蔚來于21年初發(fā)布了一塊單體能量密度達(dá)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Quantum Scape合作，預(yù)計于2025年銷售固態(tài)電池�，F(xiàn)代也預(yù)計于2030年大規(guī)模生產(chǎn)固態(tài)電池汽車。

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       五、固態(tài)電池前景分析

       1、預(yù)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(yù)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(shù)的穩(wěn)定，預(yù)計2025-2030年市場出貨量將以59.4%的年復(fù)合增長快速發(fā)展，到2030年出貨量將超過250GKh。

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       2、發(fā)展趨勢