固态电池的海内外政策推动，固态电池的应用与空间分析

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固态电池的海内外政策推动，固态电池的应用与空间分析

2023-08-20 23:10:38 来源：中研网

(资料图)

一、国内政策：市场驱动为主，短期聚焦半固态电池技术国内以市场驱动为主，短期聚焦半固态电池技术，同时布局硫化物路线。2020年起，我国首次将固态电池列入行业重点发展对象并提出加快研发和产业化进程，2023年进一步提出加强固态电池标准体系研究，目前尚未出台补贴政策，仍以市场驱动为主。因此国内短期聚焦于更具兼容性、经济性的聚合物+氧化物的半固态路线，2020年实现首次装车突破，但能量密度在260Wh/kg水平，性能提升有限，2023年实现360Wh/kg+装车发布，成为产业化元年，2024年预计实现规模放量。二、海外政策：抢先研发布局全固态电池，资金补贴大力推进技术落地海外整体布局领先，大额补贴抢先押注全固态电池技术。日本押注硫化物路线，研发布局最早，技术和专利全球领先，打造车企和电池厂共同研发体系，政府资金扶持力度超2千亿日元（约100亿元人民币），力争2030年实现全固态电池商业化，能量密度目标500Wh/kg。韩国选择氧化物和硫化物路线并行，政府提供税收抵免支持固态电池研发，叠加动力电池巨头联合推进，目标于2025-2028年开发出能量密度400Wh/kg的商用技术，2030年完成装车。欧洲以聚合物路线为主，同时布局硫化物路线，其中德国研发布局投入最大。美国全路线布局，由能源部出资，初创公司主导研发，并与众多车企达成合作，目标在2030年达到能量密度500Wh/kg。三、车企布局：绑定电池厂共同研发，卡位下一代电池技术车企绑定电池厂，提前布局固态电池技术，海外车企处于领先地位。海外车企为卡位下一代电池技术，纷纷入局，其中日系车企布局较早，受政策驱动，携手电池企业共同研发，欧美车企则通过投资初创企业进行布局。国内车企同样积极合作固态电池新秀，如蔚来合作卫蓝新能源，北汽、上汽、广汽投资清陶能源等。车企入局为固态电池企业提供了资金、技术、客户多重保障，有助于推进固态电池商业化进程。四、应用：率先切入高端消费领域，24年开启规模化装车固态电池高安全与高比能优势显著，率先于无人机等成本敏感度低的高端消费领域实现小批量产。相较液态电池，固态电池作为轻量化高比能电源更适配无人机长续航要求，此外作为高安全便携式电源已在可穿戴设备、儿童消费电子等对安全性要求较高的消费电子产品上实现应用。头部固态电池厂商均率先于高端消费领域出货，辉能科技/卫蓝新能源首条40MWh/200MWh半固态产线用于无人机等高端消费品。固态电池动力储能领域仍受性能、成本制约，半固态预计24年开启规模化装车，30年前后规模化应用于储能领域。动力方面，固态电池提升安全和续航，并有利于打造高电压平台、更高效的CTC技术和热管理系统。预计短期由安全性驱动，长期由能量密度驱动，但目前技术尚不成熟，22年前以示范运营装车为主，卫蓝、清陶、锋锂、国轩、孚能半固态电池均配套商业化车型，预计23年开启小批量装车发布，24年预计开启规模化装车。储能方面，固态电池具备本征安全，契合储能电池高安全要求，但循环寿命、性价比受限，当前应用以示范性储能项目为主，需技术突破成本降低后，实现商业化应用。五、空间：半固态23年开始放量，全固态30年实现商业化半固态先行，23年开始产业化，全固态预计30年开始放量。半固态电池23年起开始产业化，但技术、产品仍不成熟，预计23年出货量小于1GWh，24年达5GWh左右，25年近20GWh，30年超100GWh，渗透率提升至约1.2%+，35年预计超300GWh，渗透率提升至2%+；全固态电池预计量产还需5-10年，30年开始放量，预计出货2-3GWh，35年有望超100GWh，渗透率提升至近0.7%。六、变化：减少/取缔电解液的使用，增加固态电解质用量半固态电池：相比液态电池，半固态电池减少电解液的用量，增加聚合物+氧化物复合电解质，其中聚合物以框架网络形式填充，氧化物主要以隔膜涂覆+正负极包覆形式添加，此外负极从石墨体系升级到预锂化的硅基负极/锂金属负极，正极从高镍升级到了高镍高电压/富锂锰基等，隔膜仍保留并涂覆固态电解质涂层，锂盐从LiPF6升级为LiTFSI，封装方式主要采用卷绕/叠片+方形/软包的方式，能量密度可达350Wh/kg以上。全固态电池：相比液态电池，全固态电池取消原有电解液，选用聚合物/氧化物/硫化物体系作为固态电解质，以薄膜的形式分割正负极，从而替代隔膜的作用，其中聚合物性能上限较低，氧化物目前进展较快，硫化物未来潜力最大，负极从石墨体系升级到预锂化的硅基负极/锂金属负极，正极从高镍升级到了超高镍/镍锰酸锂/富锂锰基等，封装方式采用叠片+软包的方式，能量密度可达500Wh/kg。七、电解质：氧化物目前进展最快，硫化物发展潜力最大固态电解质是实现高安全性、能量密度、循环寿命性能的关键。根据电解质的种类，可分为氧化物、硫化物、聚合物三种路线。聚合物体系率先在欧洲商业化，优点为易于加工、生产工艺兼容、界面相容性好、机械性能好，缺点为常温离子电导率低、电化学窗口略窄、热稳定性和能量密度提升有限，因此制约了其大规模应用；氧化物综合性能最好，优点为电化学窗口宽、热稳定性好、机械强度高，缺点为难以加工、界面相容性差、电导率一般。整体看，氧化物体系制备难度适中，较多新玩家和国内企业选取此路线，预计采用与聚合物复合的方式，在半固态电池中率先规模化装车；硫化物发展潜力最大，优点为电导率高、兼具强度与加工性能、界面相容性好，缺点为与正极材料兼容度差、对锂金属稳定性差、对氧气和水分敏感、存在潜在污染问题、生产工艺要求高。硫化物目前处于研发阶段，但后续发展潜力最大，工艺突破后，可能成为未来主流路线。想了解更多固态电池相关资讯和内容，请关注中研网《2023-2028年中国固态电池行业发展趋势与投资研究报告》。

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