中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展狀況分析

中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展階段

固態(tài)電池即是使用固態(tài)電解質的電池。LIB由正極材料、負極材料、電解液、隔膜四大主材組成，固態(tài)電池則是將電解液、隔膜替換成固態(tài)電解質。在正、負極材料方面，固態(tài)電池可以完全沿用液態(tài)鋰離子電池材料體系，且升級空間更大。

正極：部分固態(tài)電解質工作電壓窗口更高，可使用高電壓正極材料，有助于增強快充性能、提升能量密度等;

負極：固態(tài)電解質能適配鋰金屬負極，能大幅提升電池能量密度，同時增加正極材料的可選范圍，對電池影響更大。

中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展總體概況

目前，國內固態(tài)電池產能規(guī)劃已超過220GWh。寧德時代將推出凝聚態(tài)電池的車規(guī)級應用版本;重點布局硫化物全固態(tài)路線，目前已有高能量密度的固態(tài)電池樣品，但商業(yè)化仍需5年以上。

清陶能源選擇氧化物路線。2022年10Gwh固態(tài)電池產業(yè)化項目在昆山開建，計劃2024年建成;2023年投資100億元在四川郫都建設15GWh固態(tài)電池儲能產業(yè)基地，首期1GWh建成投產;2023年投資70億元在內蒙古建設10GWh固態(tài)產能。

衛(wèi)藍新能源選擇氧化物技術路線。公司擁有北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州和山東淄博四大基地，規(guī)劃產能超過100GWh。其中，湖州基地第一顆固態(tài)動力電芯于2022年11月下線，2023年6月正式向蔚來交付半固態(tài)產品，預計2027年實現全固態(tài)電池量產。

贛鋒鋰電選擇氧化物技術路線，2023年6月，半固態(tài)鋰電池在賽力斯SERES-5上正式交付裝車。2023年固態(tài)電池4GWh產能已建成量產，后續(xù)36GWh產能正在建設中。

基于安全和能量密度上的優(yōu)勢，固態(tài)鋰電池已成為未來鋰電池發(fā)展的必經之路。未來，技術一旦突圍成功，行業(yè)成長曲線料將獲指數級增長。

2021-2023年固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現狀

2021-2023年中國固態(tài)電池行業(yè)市場規(guī)模

據高工鋰電不完全統(tǒng)計，截止2023年底，國內半固態(tài)電池產能規(guī)劃累計超過298GWh，落地產能接近15GWh;同期半固態(tài)電池出貨突破GWh級別，有望在2024年實現5GWh級別出貨。2022年我國固態(tài)電池出貨量2.9GWh，預計2025/2030年將達到24.4/251.1GWh，2022-2030年CAGR達到74.6%。

近幾年國家不斷重視固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展，各大高校單位已開始對固態(tài)電池進行研發(fā)。盡管目前我國固態(tài)電池行業(yè)正處于起步階段，隨著技術進步，固態(tài)電池有望實現大規(guī)模商業(yè)化應用。

2021-2023年中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析

2022年以來，固態(tài)電池的研發(fā)和產業(yè)化取得了明顯的進展，尤其是伴隨著以衛(wèi)藍新能源和贛鋒鋰電等為代表的中國企業(yè)的半固態(tài)電池的量產裝車，標志著半固態(tài)電池在2023年實現了經濟學意義上的產業(yè)化。

預計，固態(tài)電池將率先在動力電池、消費電池、儲能等領域得到應用。到2030年，固態(tài)電池在上述三大領域的整體滲透率將達到8.8%左右。

2021-2023年中國固態(tài)電池行業(yè)重點企業(yè)發(fā)展分析

我國大多數固態(tài)電解質生產商都專注于氧化物路線。

在氧化物電解質技術領域，中國臺灣輝能科技是領軍企業(yè)。自2006年起輝能科技成功研發(fā)了Ceramion、Microcell和Logithium三項技術，并率先推出了第一代固態(tài)氧化物基礎電解質技術平臺。

目前市場上的氧化物電解質主要生產商采用的工藝路線存在顯著差異。

天目先導采用的是二次水熱法來生產納米級的氧化物電解質(LATP);而贛鋒鋰業(yè)則通過噴霧干燥與固相法相結合的方式生產球形含鋰氧化物電解質(LLZO)，這種多孔形貌的電解質可以與聚合物復合，從而提高離子電導率、降低剛性，更好地與正極材料包裹或共混，在固液混合電池中應用時具有更佳的適配性。

目前，LiPON薄膜型全固態(tài)電池已進入小批量生產階段，而非薄膜型固態(tài)電池則已開始嘗試進軍消費電子市場。LLZO型富鋰電解質以其室溫下高達10-4S·cm-1的離子電導率、寬廣的電化學窗口，以及與鋰負極的良好兼容性，被業(yè)界視為最具吸引力的固態(tài)電解質材料之一。

國內目前規(guī)劃生產固態(tài)電解質的廠商有一體化布局的固態(tài)電池企業(yè)，如清陶能源和贛鋒鋰業(yè);也有與固態(tài)電池領先企業(yè)緊密合作的初創(chuàng)公司，如藍固新能源和天目先導;正負極材料生產商如當升科技、容百科技、璞泰來、翔豐華能;此外上海洗霸、金龍羽、奧克股份等通過與科研團隊合作轉型至固態(tài)電解質。

國內代表廠商中，清陶能源得益于院士技術團隊的支持，成功攻克了固態(tài)電解質的核心技術。目前該公司已經突破了LLTO和LLZO等固態(tài)電解質材料的生產技術，并能通過流延成型等多種工藝制備出氧化物-聚合物復合全固態(tài)電解質膜。清陶能源選擇了以氧化物電解質為主的半固態(tài)電池發(fā)展路徑，其產品能量密度高達320Wh/kg和850Wh/L，且能經受超過1000次的循環(huán)使用。

清陶能源與上汽集團緊密合作，共同推進產業(yè)鏈發(fā)展。此外公司還與當升科技、翔豐華、利元亨等企業(yè)在正負極材料和生產設備方面達成了戰(zhàn)略合作協議。

衛(wèi)藍新能源依托于中科院物理所的技術支持，與蔚來汽車聯手研發(fā)半固態(tài)電池，還與當升科技、容百科技以及天齊鋰業(yè)在正負極材料領域簽訂了戰(zhàn)略合作協議。

贛鋒鋰業(yè)是全球領先的金屬鋰生產商，自2017年引入中科院團隊后，便開始在固態(tài)電池領域進行布局。目前已經在固態(tài)電池氧化物電解質技術上取得了成果，成功研制出LISCON氧化物粉體和Garnet氧化物粉體，并已實現了電解質膜的批量生產。

2024-2029年中國固態(tài)電池行業(yè)面臨的困境及對策

中國固態(tài)電池行業(yè)面臨的困境分析

盡管固態(tài)電池擁有許多優(yōu)勢，但這并不意味著液態(tài)電池將會在短時間內被完全替代。固態(tài)電池面臨的最大挑戰(zhàn)，便是其生產成本和制造工藝的問題。一方面，固態(tài)電池的生產成本仍相對較高。這其中主要是由于固態(tài)電池所使用的電解質材料和制造工藝相對復雜，使得其成本難以降低。然而，隨著技術的發(fā)展和生產規(guī)模的擴大，固態(tài)電池的成本有望逐步降低。根據一些預測，固態(tài)電池的成本可能會比現在的液態(tài)電池要低，估計會有10%-20%的跌幅。另一方面，固態(tài)電池的制造工藝也相對復雜。固態(tài)電解質雖然在理論上具有眾多優(yōu)點，但在實際制造過程中面臨諸多挑戰(zhàn)。例如，液態(tài)電解質可以很好地把電極包裹起來，貼合度相當好，而固態(tài)電解質要做到這一點卻相對困難。此外，固態(tài)電池的生產過程要求非常精細，對生產設備的要求也較高，這些都是固態(tài)電池需要面臨的難題。然而，盡管面臨這些挑戰(zhàn)，但由于固態(tài)電池的巨大優(yōu)勢，全球各大電池制造商和電動車廠商都在積極研發(fā)和推進固態(tài)電池技術。

據統(tǒng)計，全球已有超過100家公司和研究機構在研發(fā)固態(tài)電池，且這個數字還在不斷增加。事實上，一些公司已經在商業(yè)化生產固態(tài)電池，并開始為電動車提供電池。例如，中國的清華大學和寧德時代聯合開發(fā)的固態(tài)電池已經開始進入小規(guī)模的商業(yè)化生產階段，而日本的豐田也在積極研發(fā)固態(tài)電池技術，計劃在2025年前后將其用于電動車?？偟膩砜矗M管固態(tài)電池還存在一些挑戰(zhàn)，但其巨大的優(yōu)勢使得全球各大公司都在積極投入研發(fā)，預計未來幾年，隨著技術的進步和生產規(guī)模的擴大，固態(tài)電池有望在電動車市場中占據重要地位，成為電動車電池的主流技術。在這個過程中，液態(tài)電池的上限，確實有可能成為固態(tài)電池的下限。

國內固態(tài)電池企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略分析

我國在固態(tài)電池產業(yè)的發(fā)展上呈現出了政府引導、科研院校協助、企業(yè)資本發(fā)力的特點，充分突出了產學研結合的優(yōu)勢。2020年11月，國務院辦公廳印發(fā)了《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》。其中明確指出，要加快固態(tài)動力電池技術研發(fā)及產業(yè)化，這為我國固態(tài)電池產業(yè)發(fā)展提供了堅實的政策后盾。