全固态电池与液态锂电池相比,具有潜在的高能量密度、安全性和低成本等优势,被国际普遍认为是下一代新能源动力电池的发展大势,目前各国均加大投入攻关该颠覆性技术。
(来源:Murata)
据国盛证券预测,2025年全球固态电池需求量为17.3GWh,到2030年,全球固态电池需求量有望超200GWh的市场规模,2025年至2030年年复合增长率达65.8%。
6家企业获得政府基础研发支持
5月29日,据《中国日报》报道,中国或将投入约60亿元人民币用于全固态电池研发,包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利共六家企业或获得政府基础研发支持。
《中国日报》引述多名知情人士说,此项行业内史无前例的项目由政府相关部委牵头实施,鼓励有条件的企业对全固态电池相关技术开展研发。据报道,该项目经过严格筛选后,最后具体分为七大项目,聚焦聚合物和硫化物等不同技术路线。
《中国日报》引述未具名的行业学者分析,比起数十亿元的基础研发投资本身,该项目将促进企业和产业链上下游加码投入全固态电池研发,引发“鲶鱼”效应,或带动万亿元级别的市场,为全球绿色转型和世界范围的可持续发展注入新的动力。
针对这则报道,有前述六家获支持的主机厂内部人士表示,其所在的公司在上述项目“答辩环节排名第一”。另有一家“入围”的产业链公司相关人士表示,“我们之前确实听说过这一项目,但并不掌握具体信息。”
产业化还需要5年
固态电池可分为半固态、准固态、全固态三种类型,区别在于所包含的液体电解质质量。其中,半固态电池的液体电解质质量百分比小于10%,准固态电池液体电解质质量百分比小于5%,而全固态不含有任何液体电解质,其电解质材料为固态。
目前在全球范围内,全固态电池主要处于研发和试制阶段。从液态电池到固态电池,首先会面临电解质材料的变更,进而带来工艺上的转变。
目前固态电池有三大主流技术路线,包括聚合物固态电池、氧化物固态电池和硫化物固态电池。
(来源:Murata)
材料技术、制备技术不够成熟、生产成本过高,成为制约全固态电池产业化的主要因素。行业普遍认为,全固态电池距离大规模产业化至少还需5年时间。正因如此,半固态电池成为公认的更利于产业化的技术路线。
据介绍,目前日韩和欧美等海外企业更倾向于硫化物技术路线,致力于全固态电池的开发,产业化进程相对缓慢;而国内企业多数选择氧化物技术路线,研发的产品多为半固态电池。
东方证券研报指出,固态电池材料体系全面优化,产业链存在较多潜在机会。电解质为固态电池关键创新点;正负极材料向高性能方向迭代,打开高镍三元、硅基负极乃至锂金属负极的应用空间;封装多采用软包路线,铝塑膜需求有望提升。
海内外企业不断实现技术突破
今年以来,中国全固态电池产业化提速,宁德时代|蔚来、长安、比亚迪、吉利、上汽、广汽、长城、岚图、赛力斯等多家企业竞相宣布全固态电池研发动态和量产时间表。
广汽埃安电池研发部负责人李进在发布会上介绍,广汽集团凭借第三代海绵硅负极技术和高面容量固态正极技术,实现了全固态电池能量密度达到400Wh/Kg以上,较当前量产的液态锂离子电池体积能量密度提升52%以上,质量能量密度提升50%以上,实现超1000公里续航,此外,全固态电池的单体容量已经突破30Ah。广汽埃安目标在2026年完成全固态电池开发,并首先搭载于昊铂车型。
宁德时代首席科学家吴凯在4月28日的CIBF2024先进电池前沿技术研讨会上表示,公司的全固态电池研发目前处于技术和制造成熟度评分为4的水平。此外宁德时代计划到2027年实现全固态电池的小批量生产。
欣旺达表示,已经完成了能量密度达到400Wh/kg以上的全固态电池研发,计划2026年实现量产,预计产能达1Gwh。这也是该企业首次对外公布全固态电池进展。
国轩高科也在本月发布全固态电池技术,并透露保守预计2027年将实现全固态电池小批量上车实验,2030年实现量产。
上汽集团上周宣布,将于2026年量产全固态电池。
海外方面,各国也都在积极布局固态电池产业,并推出相应的鼓励政策。
美国由能源部出资,初创公司主导研发,并与众多车企达成合作,目标在2030年固态电池能量密度达到500Wh/kg。
日本打造传统车企和电池企业共同研发体系,代表厂商包括丰田、松下、日产等企业,力争2030年实现全固态电池商业化,能量密度目标500Wh/kg。
韩国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,领先厂商包括三星SDI、LG、SKI等企业,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。
欧洲中,德国研发力度最大,奔驰和宝马正在积极联合企业或自研固态电池,奔驰计划在2025年后将固态电池技术整合到奔驰旗下的多款纯电动车型中,同时在未来5年内实现批量生产。宝马计划在2026年实现固态电池突破性进展并随后实现量产。
南开大学副校长、中国科学院院士陈军先前表示,固态电池是目前各国竞相研发的重点,一旦产业化,就会改变现有的电动汽车产业格局,开辟电动航空等新兴市场。