2021年中國固態(tài)電池市場現(xiàn)狀分析

固態(tài)電池是是未來鋰電的發(fā)展方向，2021年1月9日，蔚來汽車發(fā)布的新型電動(dòng)轎車車型ET7采用了高能量密度360wh／kg的固態(tài)電池，引起業(yè)界關(guān)注。

蔚來新車型燃起固態(tài)電池火熱度

2021年1月9日，蔚來汽車發(fā)布了新型電動(dòng)轎車車型ET7，其中一大亮點(diǎn)在于ET7采用了固態(tài)電池技術(shù)，具備超高能量密度360wh／kg，續(xù)航超過1000公里。蔚來“ET7”新車型號(hào)采用的固態(tài)電池能量密度超過北汽EU260、北汽樣車、哪吒U等。蔚來“ET7”新車型再度燃起固態(tài)電池的火熱度。

固態(tài)電池是未來鋰電的發(fā)展方向

固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，其本質(zhì)上仍是鋰電池，僅將電解液與隔膜替換為固態(tài)電池質(zhì)。與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池具備更高的能量密度以及更強(qiáng)的安全性，同時(shí)能夠克服穩(wěn)定性差和充電效率低的問題。

從鋰電池技術(shù)發(fā)展的路徑來看，全固態(tài)是未來鋰電的發(fā)展方向。目前液態(tài)鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)的能量密度已近極限。而使用全固態(tài)鋰電池能量密度具備突破500wh／kg的潛力。

目前處在的階段

目前，全固態(tài)電池分為三大技術(shù)路徑，分別是聚合物全固態(tài)電池、氧化物全固態(tài)電池和硫化物固態(tài)電池。聚合物全固態(tài)電池耐受高電壓、安全性好，但是電解質(zhì)片易脆裂、界面電阻高、大容量電芯制造難度大。氧化物全固態(tài)電池基本適應(yīng)高電壓離子，導(dǎo)電率最高，但是固固接觸持續(xù)變差、空氣敏感（成本高）。硫化物固態(tài)電池易于加工，可制備大容量電芯，但是溫度范圍較窄，一般在60－85攝氏度。

固態(tài)電池商業(yè)化仍需時(shí)日

不過，目前全球固態(tài)電池技術(shù)還不成熟，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。與液態(tài)電解液相比，固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率／鋰離子遷移率低1－2個(gè)數(shù)量級(jí)，電導(dǎo)率低，全電池阻抗大，導(dǎo)致循環(huán)性能、倍率性能差。電極材料在充電時(shí)膨脹，放電時(shí)受挫，液態(tài)電解液一電極（液體一固體）接觸相對(duì)較好，而固態(tài)電解質(zhì)一電極（固體一固體）難以保持長期穩(wěn)定的接觸，并加大了固體電解質(zhì)破裂或分離的可能，電池內(nèi)阻較大。

同時(shí)，固態(tài)電池加工工藝流程較多，存在加工工藝難度大的問題。硫化物固態(tài)電解質(zhì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求苛刻，需隔絕水和氧氣，加工工藝和大規(guī)模量產(chǎn)技術(shù)尚未解決。另一方面，固態(tài)電池生產(chǎn)成本多為生產(chǎn)過程成本。根據(jù)國際新能源網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，固態(tài)電池生產(chǎn)過程成本占比超50％，而鋰離子電池的生產(chǎn)過程成本僅為20％－30％；銀碳層大規(guī)模生產(chǎn)所需的貴金屬納米銀成本較高。因此，要實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化仍需時(shí)日。

全球參與主體較多

目前，中國、美國、日本、韓國、英國等國家的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在積極研發(fā)固態(tài)電解質(zhì)。布局的固態(tài)電池企業(yè)分為三大類，一類為創(chuàng)業(yè)型企業(yè)，如QuantumScape、Solid  Power、輝能等，電池企業(yè)CATL、三星SDI等，車企如豐田等，這些企業(yè)選擇的技術(shù)體系也不相同，Bollore、IMEC選擇固態(tài)聚合物；TDK（MLCC）、輝能選擇氧化物體系；QuantumScape兼顧三大技術(shù)體系；CATL則選擇硫化物體系。但是，整體來看，全球范圍對(duì)全固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)至少在2025年以后。

車企通過注資鋰電池制造企業(yè)入局

近年來，我國車企通過注資鋰電池制造企業(yè)布局固態(tài)電池，如北汽、上汽、廣汽均先后參與了清陶能源的融資，而一汽在2020年4月參與輝能科技D輪融資。

無論如何，蔚來發(fā)布的新車型ET7讓固態(tài)電池的關(guān)注度進(jìn)一步提升。鋰電池制造廠商在2025年后實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)值得大眾期待。

來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院