固态电池产业进展、参与企业与路线选择分析

最佳答案 匿名用户编辑于2025/09/16 13:54

固态电解质提升电池安全性,技术路线分为硫化物、氧化物和聚合物。

根据前瞻产业研究院信息,液态锂电池仍有能量密度存在上限、锂枝晶引起的安全风险、SEI 膜增厚影响循环寿命、低温性能不足限制场景应用等不足。因此,发展固态电池和氢燃料电池不仅是解决现有技术瓶颈的关键路径,也是满足未来多样化应用需求的重要方向。

参考新能网(观研天下)信息,锂离子电池问世以来,推进了可移动电子设备的规模化应用,推动社会朝着智能化和清洁化方向发展。当前的液态锂离子电池体系,逐步发展到了本身材料体系所能达到的瓶颈:1)能量密度难以突破 350Wh/kg 的极限;2)有机物液态电解质带来的安全性问题;3)电池服役过程中电解液的挥发、干涸、泄露等现象,影响电池寿命。液体电解质成为锂离子电池进一步发展的一大制约因素。采用固态电解质代替液体电解质,有望使用更高比容量的正、负极材料,同时可较好解决电池的安全性问题,是获得高能量密度、安全性和长循环寿命的全固态锂电池的根本途径。因此固态电池有望成为锂离子电池升级的方向。

参考行行查信息,固态电池产业链包括上游金属材料和矿资源供应,主要进行锂、镍、钴等金属矿产的开采、电池材料包括正极、负极、固态电解质等关键材料;中游聚焦固态电池材料生产,包括电芯设计和制造以及相关设备;下游是固态电池制造环节以及动力、消费、储能等各领域应用场景。

参考《固态锂电池应用前景分析》(作者:李先洲)信息,根据电解质的不同,锂电池可分为液态电池和固态电池两大类。液态电池以石墨为负极,正极采用锂离子氧化物材料,电解质采用含有锂盐的有机溶剂。液态电池中有机溶剂存在易燃、高腐蚀性的问题,同时抗氧化性较差,存在热失控风险,具有一定安全隐患。为了解决上述问题,电解液可以部分或全部替换为固态电解质。根据电解液固态程度,固态电池可分为半固态电池、准固态电池和全固态电池 3 种类型。根据电解质种类不同,固态电池可分为聚合物固态电池和无机固态电池。聚合物固态电池的代表性体系是聚环氧乙烷,无机固态电池主要包括氧化物、硫化物和卤化物体系。

参考前瞻产业研究院信息,依据固态电解质材质及特性,固态电池技术路线主要可以分为硫化物、氧化物和聚合物三个类别。其中,硫化物固态电池的技术难点在于对空气较为敏感,氧化物固态电池的技术难点在于机械加工容易脆裂,聚合物固态电池的技术难点在于离子电导率较低、循环寿命较短。

从全球固态电池产业布局来看,根据新能网(观研天下)信息,中国参与的企业较多,包括传统电池企业、初创电池企业、整车企业等;其次是日本,技术实力较强;美国以一些初创企业为主;欧洲主要是车企和美国的初创企业合作;韩国企业不多。

根据前瞻产业研究院信息,全球固态电池技术仍处于研发投入阶段,暂无明确的行业龙头企业。当前 QuantumScape、Solid Power 和 Toyota 等企业在固态电池技术研发方面处于相对领先地位,重点突破固态电池的能量密度、安全性和充电速度。QuantumScape专注于电动汽车领域,Solid Power 则与多家车企合作开发固态电池技术。丰田和本田等传统汽车制造商也积极推动固态电池的商业化应用。

随着技术的不断进步和成本的逐步降低,固态电池有望在未来几年内实现大规模量产和商业化应用,为新能源汽车产业的发展注入新的活力。根据中商产业研究院信息,各大整车厂也加速拥抱固态电池,与新兴企业积极合作,推进装车验证与产线建设。

根据 CNESA 信息,固态电池产业化建设已取得实质进展,多家固态电池企业宣布了其量产计划,例如,中创新航全固态电池技术能量密度达 430wh/kg,预计2028年量产;鹏辉能源预计 2026 年将正式建立产线并批量生产。

多家车企及电池厂确定固态电池硫化物路线。参考《2024 固态锂电池技术发展白皮书》太蓝新能源等信息,在 2024 年世界动力电池大会上,宁德时代与比亚迪披露了它们在全固态电池技术领域的最新研发成果与进展。宁德时代董事长曾毓群表示,若以1 到9分的标尺来衡量固态电池的技术成熟度与制造完备性,当前公司自评为4 分。据比亚迪锂电池有限公司表示,比亚迪的硫化物全固态电池已锁定目标,预计将于 2027 年正式步入中高端电动汽车市场,实现小批量的量产应用。中国第一汽车集团已完成“10Ah 全固态电芯的组装工作”。2024 年 1 月 17 日,恩力动力介绍其科研团队采用了硫化物固态电解质并搭配锂金属负极,研发出半固态电池 A 样。当前,马车动力已稳定地实现大粒径、中粒径、小粒径以及超小粒径四类电解质材料的批量化生产。屹锂新能源 2023 年完成了二期中试基地的产线建设,产能150MWh/年。高能时代聚焦于硫化物全固态技术的研发路径,开发电解质关键材料。2023年 7 月,蜂巢能源在成功研制出容量为 20Ah 的硫系全固态原型电芯,其能量密度350至400Wh/kg,并且已经顺利通过针刺测试和 200°C 高温热箱测试。太蓝新能源也在硫化物全固态电池方向有着较深厚积累,已成功开发基于 ISFD 技术的超薄硫化物全固态电解质膜,为开发具有更高能量密度和安全性的全固态电池提供了重要的基础。

参考《2024 固态锂电池技术发展白皮书》太蓝新能源等信息,丰田汽车公司已明确将硫化物技术路线作为其核心战略,并在此领域积累了超过 1000 项全固态电池技术的专利,稳居全球领先地位。丰田规划在 2027 年或 2028 年实现这一前沿技术的商业化应用。三星SDI正致力于研发一款融合了 NCA 高镍技术与高效硫化物固态电解质的全固态电池,设定了2027 年为该款的量产起点,预计其能量密度为 900Wh/L。Solid Power 公司成功研制出能量密度为 320Wh/kg 的硫化物基固态电池技术产品,2022 年实现了20Ah 固态电池的量产,并已成功向宝马汽车公司交付了固态电池样品。Factorial Energy 公司推出基于硫化物的全固态电池,其 EUCAR 安全等级为 2 级,并能在超过 90°C 工作温度下保持稳定。