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固态电池全线提速！大规模商业化爆发前夜，核心环节龙头梳理首发2023-12-06 15:40·乐晴行业观察随着新能源和智能电网等快速发展，市场对高安全性、长寿命和高比能量的化学储能技术的需求日益迫切。在众多电池技术中，固态电池从根本上解决了能量密度和安全性这两个核心问题，被视为电池终极形态。目前，固态电池技术正处于从0到1的关键发展阶段。中商情报网的数据预计到2025年，我国固态电池的出货量将达到29GWh。关注乐晴行业观察，洞悉产业先机！近年来，我国相继出台了多项政策，如《对于推动能源电子产业发展的指导意见》《2030年前碳达峰行动方案》和《对于完整准确全面贯彻发展理念做好碳达峰中和工作的意见》等，为固态电池行业描绘了明确的发展蓝图。固态电池行业概念梳理固态电池是一种采用固态电解质的锂离子电池，其传输锂离子的机制与液体电解质有所不同，但同样承担着在正负极之间传输锂离子的重要作用。由于引入了不可燃的固态电解质，固态电池在本质上具有更高的安全性，同时还能够兼容高能量密度的正负极材料。与传统的液态锂电池相比，固态电池具有多重优势，这为锂电池产业向固态电池转型奠定了坚实的基础。固态电池具有更高的电池安全性，有效降低了电池发生安全事故的风险。由于固态电解质的使用，固态电池的能量密度得以显著提高，满足了市场对高能量密度电池的迫切需求。固态电池的使用寿命更长，能够在长期使用过程中保持稳定的性能表现。固态电池结构设计图：资料来源：NASA官网固态电池的产业化进度深受其电解质研究进度的影响。目前，固态电池的正负极和电解质材料技术的发展路径已相对清晰。短期内，电解质技术将从液态电解质向固液混合电解质过渡，而从长远来看，固态电解质将成为主流。半固态电池和全固态电池在技术上具有相似性，其主要目标是解决固态电池的安全性问题。两者之间的主要区别在于电解质的状态和界面接触稳定性。全固态电池采用了固态电解质，其核心工艺在于确保电解质的固固界面接触稳定性。由于电解质是固态的，全固态电池必须克服电解质稳定性和界面接触的挑战。固态电池将传统锂电池中的电解液替换为固态电解质，而正极材料仍可继续使用当前的LFP和三元材料体系。负极材料方面，固态电池正朝着理论容量更高、氧化还原电位更低的锂金属方向发展。固态电池性能比较：资料来源：张强强《钠基固体电解质及固态电池的研究》当前固态电池距量产仍有较长研究路程，固态电池技术目前仍处在成熟技术到产业化的过渡阶段，即技术推广与规模化生产验证阶段，初步预计到2025年，固态电池技术将实现商业化，并开始逐渐向下一代锂电池（锂-金属/锂-空气/锂硫）迈进。目前工艺仍有以下问题丞需解决：（1）锂金属负极电池制备问题；（2）固固界面电池的问题；（3）成本高昂问题等。#固态电池##锂电池##动力电池#固态电池产业链梳理固态电池上游的主要差异主要体现在电解质材料的创新和设备工艺的革新，值得关注的是氧化物电解质和硫化物电解质的发展，以及涂布挤压设备的创新。中游领域电芯的电化学设计与液态锂电产物有所区别，因此需要建立独立的开发体系和设计能力。这一领域的门槛相对较高，要求公司具备深厚的技术积累和研发实力。同时，电芯、模组、PACK的生产制造环节也存在一定的技术壁垒。固态电池产业链：资料来源：前瞻产业研究院固态电池产业竞争格局和龙头梳理目前，全球范围内许多制造公司、初创公司以及高校和科研院所都在积极投入固态电池技术的研发工作。其中，欧美公司更倾向于研究氧化物与聚合物体系，而日韩公司则更专注于解决硫化物体系的技术挑战。目前，氧化物路线的产业化进程相对较快，而硫化物进展则较慢。以丰田为例，即使其在该领域相对领先，也预计要到2025年才具备批量化生产硫化物全固态电池的能力。我国主要的固态电解质生产公司包括上海洗霸、多氟多、金龙羽、天目先导以及奥克股份等。国内固态电池上市公司电解液/电解质布局汇总：资料来源：wind、国泰君安、行行查原材料方面，氧化物电解质如锂镧锆氧（LLZO）和锂镧钛氧（LLTO）的使用将新增对锆元素的需求。锆材料在固态电池中有多种应用，包括作为正极活性材料来降低放电成本，作为电解质来提高电池的安全性和可靠性，以及作为固态电介质来提高固态电池的逆变能力。锆材料相关布局公司主要有东方锆业和驰宏锌锗等。固态电池主要材料厂商：资料来原：公开整理、行行查负极材料方面，硅碳和金属锂基负极是高比能电池的优选，相关的厂商包括贝特瑞和翔丰华等。正极材料方面，高镍三元材料已实现批量生产，但在固态电解质纳米化包覆方面还存在许多技术壁垒。相关的公司有容百科技和当升科技等，而隔膜公司则包括恩捷股份等。电池端的制造厂商众多，其中卫蓝新能源、清陶能源、宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、孚能科技、赣锋锂业、辉能科技、国轩高科以及蜂巢能源等都是主要的参与者。此外，许多整车公司也通过自研或增资入股等方式积极进入这一领域。多家国内外的新能源车企都宣布了对于半固态和全固态电池的装车规划。东风于2023年4月完成了新一代高比能固态电芯的研发，其能量密度可达405瓦时/千克，并计划于2024年实现乘车搭载。#财经新势力#丰田在2023年10月宣布与Idemitsu达成协议，共同实现纯电动汽车全固态电池的大规模生产，预计在2025年实现小批量量产，并在2027-2028年实现商业化的全面量产。长安深蓝和高合等车企则计划在2025年前实现半固态电池的装车。宝马计划在2025年前后推出搭载固态电池的电动汽车。三星SDI计划在2025年之前完成大型全固态电池单元和原型全固态电池单元的开发，并于2027年开始量产。关注乐晴行业观察，洞悉产业先机！“高考结束第二天起，每日都有近百名学生前来问诊，医院的手术预约量达平时的两三倍。”福建省屈光学组委员、东南眼科医院业务副院长陈军说。