大家好，小科來為大家解答以上問題。電池行業重新洗牌，固態電池將迎來爆發嗎這個很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！

1、固態電池興起的原因是什么？

2、新能源汽車液態鋰離子電池存在安全隱患，指向液態電解質。

3、固態電池不僅是安全問題的解決方案，而且通過增加能量密度來延長電池壽命。

4、正是因為固態電池的工藝路線還不成熟，降低成本還需要一個過程，完全產業化預計需要5-10年。所有企業都期望抓住未來發展的機遇，贏得市場份額。

5、這份報告將為你解答：

6、基本概念

7、行業現狀及發展趨勢

8、企業不同固態電池的電解液技術路線

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10、固態電池的基本概念

11、//液態鋰電池與固態電池的比較

12、顯然，固態電池有很多優點：

13、高能量密度：5V以上，可搭配高壓電極材料；高安全性：不易燃、耐高溫、無腐蝕性、不易揮發；

14、優點：可制成薄膜電池、柔性電池，更簡單、更安全；

15、長循環壽命：固體電解質有望避免界面膜和鋰枝晶刺穿隔膜的問題，循環有望提升；

16、工作范圍廣：無機固體電解質最高溫度可達300；體積小：縮短正負極距離，減小電池厚度。

17、然而，不可避免的是，固態電池仍然存在充電快、成本高的缺點。

18、//材料

19、固態電池的正極材料一般分為四類：三元鋰、硫酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰。一般采用復合電極作為陰極材料，在電極中起到傳輸離子和電子的作用。根據高新技術產業研究院數據，三元材料出貨量占比最高；其次是磷酸亞鐵鋰。具有能量密度優勢的三元材料有望進一步取代磷酸亞鐵鋰市場。固態電池的正極材料主要分為三類：鋰金屬正極材料、碳族正極材料和氰化物正極材料。其中，鋰金屬負極材料具有高容量、低電位的優點，因此成為全固態鋰電池最重要的負極材料之一。使用鋰作為負極有望將能量密度提高40-50%。目前，全球鋰鹽產能主要集中在，約占70%。產能利用率超過60%。

20、固態電解質是固態電池的核心，電解質材料在很大程度上決定了固態鋰電池的性能參數。固態電池按電解質分類，固態電池的路徑可分為聚合物、氧化物和硫化物。其中，聚電解質屬于有機電解質，具有界面相容性和可加工性、易于大規模生產、柔韌性好等優點。但室溫下離子電導率較低，難以適應高。該氧化物固體電解質具有離子電導率高、循環性好、易于生產、穩定性好等優點。與液體的可比電導率相比，硫化物具有電導率高的優點。目前氧化物固體電解質發展最快，其次是硫化物電解質。氧化物綜合發展相對均衡。另外兩種電解質存在成本高或研發困難等問題，不能滿足大規模生產應用的要求。

21、//產業鏈

22、固態電池正處于研發階段；d技術，這是液態鋰電池的升級版。因此，固態電池的產業鏈與鋰電池相似，但兩者的主要區別在于中上游正極材料和電解液的不同。過渡階段，半固態電池仍將使用隔膜和電解質；全固態電池將完全取代電解液和隔膜，但正負極活性材料無需大改，活性材料仍保持原有材料體系。在應用領域，固態電池有望率先發揮安全性和靈活性的優勢，應用于微電池

23、為了滿足節能減排的需要，許多相繼出臺了多項支持新能源的發展政策，明確了固態電池的發展目標和產業技術規劃。2019年12月，工信部發布《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年）》(征求意見稿)。在“實施電池技術突破行動”中，加快推進固態動力電池技術研發和產業化被列為“新能源汽車關鍵技術研究項目”。主要圍繞“推動鋰電池產業發展”和“推動新能源汽車動力電池升級”展開。預計在2020-2025年，將努力提高電池的能量密度，并將其轉化為固態電池，2030年將開發可商用的全固態電池。能源部的部署重點是電池正負極材料的創新，電池的優化和成本的降低，或使電池擺脫對鈷等重要材料的依賴，回收動力電池材料；德國政府的戰略是加大資金支持，未來發展目標是以全固態電池為重點，支持鋰電子技術和新概念電池；為了滿足多元化的市場需求，未來的發展目標是從三元體系向全固態電池和鋰硫電池發展，同時密切關注氫燃料電池。

24、//技術趨勢

25、固態電池的發展采取逐步顛覆的策略，液態電解質含量逐漸降低，全固態電池是最終形態。預計2025年半固態電池可以量產，2030年全固態電池可以商業化。傳統的半固態電池鋰電池是由凝膠電解質制成的鋰電池。該凝膠電解質材料封裝簡單，循環性能和倍率性能好，形狀多樣，滿足商業化需求。缺點是能量密度的提高是有限的

26、　　// 市場規模

27、　　固態電池專利數量過去十年顯著提升。根據Grand View Research的報告2030年全球固態電池市場空間有望達到1500億元，固態電池市場空間約200億元。

28、　　// 行業現狀

29、　　固態電池領域市場參與者眾多，車企、電池企業、投資機構、科研機構等在 資本、技術、人才三方面進行博弈。在歐美大多數政府采取撥款助力固態電池研發，科研機構及固態電池初創企業是主力，初創企業有Solid Power、 SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等。韓國電池企業選擇縱向聯合，共同開發固態電池技術。車企在固態電池上的研發起點相對較早，企業依靠自身優勢組建研發團隊。最早入局的豐田在2008年就與固態電池創企伊利卡（Ilika）展開了合作。三菱、日產、松下等大部分企業紛紛加速布局固態電池行業，爭取早日實現量產。

30、　　國內全固態鋰電池仍處于基礎性研究階段，國內企業不及、德國、等起步早。主要參與者包括化學所、青島能源所、寧波材料所等研究機構，贛鋒鋰業、寧德時代等電池企業；同時一些汽車零部件廠商和新能源廠商也加快了進入固態電池的跨界投資的步伐，比如萬向集團、比亞迪等企業。

31、　　車企參與多采用投資 startup 的形式：大眾投資 Quantum Scape，雷諾-日產-三菱聯盟投資 Ionic Material，福特、寶馬、現代投資 Solid power，北汽、上汽投資清陶，蔚來、天際、愛馳合作輝能科技。車企曾集體錯過了液態鋰電的布局先機，故加大固態電池領域的投入，以擺脫在這一核心零部件上受制于人的局面。

32、　　// 與氫燃料電池的對比

33、　　固態鋰電池和氫燃料電池相比，在技術領域方面，固態鋰電池在能源效率、安全性、基礎配套等方面更勝一籌，而氫燃料電池在續航、技術成熟度方面更勝一籌。在應用領域方面,固態鋰電池屬于液態鋰電體系升級版本，未來在新能源汽車領域有大規模應用可能性；氫燃料電池已經在新能源汽車領域有一定應用，也是現在大多數廠商所推崇的電池。總結得出，從目前來看固態鋰電池技術尚不成熟，能量密度優勢尚未體現。氫燃料電池雖然應用領域不如液態鋰電池廣泛，但目前產品技術相對成熟，完全能夠滿足車用要求。從長期來看，二者在新能源汽車領域均有廣泛的應用潛力，能為新能源汽車在不同應用場景多元化技術路線方案。

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35、　　不同企業固態電池的電解質技術路線

36、　　從全球來看，約有50多家制造企業、初創公司和高校科研院所致力于固態電池技術，但均尚未實現大規模商業化。歐美主要是聚合物體系，側重固液混合技術。在亞洲，中日韓主要是氧化物、硫化物體系。近年多家企業建立氧化物固態電池生產線。目前來看氧化物體系進展最快，硫化物體系緊隨其后，高能聚合物體系仍處于實驗室研究階段，硫化物和聚合物體系都已取得長足進展。

37、　　// 聚合物電解質技術路線企業

38、　　法國Bollore：法國Bollore在2011年實現聚合物固態鋰電池商業化，核心點采用高溫加熱。技術運用于市內租賃電動車中，是全球首個固態電池電動車商業化的公司。Bollore的金屬鋰原料來自于贛鋒。該體系技術相對成熟，成本低廉，是當前量產能力最強的固態電池，公司利用自主開發的電動汽車“Bluecar”和電動巴士“Bluebus”在法國巴黎及其郊外提供汽車共享服務“Autolib”。產品主要應用于電動汽車和重型車輛和集成到較大的固定式存儲單元。

39、　　Solid Energy：Solid Energy是鋰金屬技術和產品的全球領先研究者，開發商和制造商。公司采用超薄鋰金屬負極和同時擁有固態和液態部分的電解質，實現了電池能量密度提升一倍，重量減少一半，預計固態電池上市2021年，裝車時間2026年。目前已經小規模試制用于原型演示和專業航空航天市場。在商業模式上，建立了開放型生態系統，與知名公司開展戰略合作，來加速鋰金屬電池技術這項突破性技術在電池行業的商業化。公司產品的應用領域主要面向航空、航天的用戶以及民用無人機等。

40、　　// 氧化物電解質技術路線企業

41、　　贛鋒鋰業：贛鋒鋰業作為全球最大的金屬鋰生產商，與寧波材料所許曉雄團隊合作推進產業化。公司擁有建立的全球最完整的鋰產業價值鏈涵蓋了鋰行業上下游的各重要板塊。核心技術可使電解質孔隙率更低，加工工藝的可重復性和電導率也得到了提升。公司的主要產品為金屬氧化物固態電解質產品，GARNET 型和 LISICON 型氧化物電解質粉體(LATP&LLZXO粉體)，贛鋒第三代固態電池是基于金屬鋰負極的全固態鋰電池，能量密度達>400Wh/kg。主要應用于于電動汽車、各種儲能設備及各種消費型電子設備。合作伙伴有特斯拉、寶馬、大眾、LG化學等。

42、　　輝能科技：輝能科技是發布第一代固態氧化物的基礎電解質技術平臺，創造出柔性具基本導電性的電解質。全球首創“固態陶瓷電解質”的鋰電池，改用抗壓的固態陶瓷電解質取代隔離層和電解液，安全性有保障且固態鋰電池不會起火或爆炸，PLCB 的能量密度已高于大部分現有電動車電池，成功提升優良率及產能且降低制造成本。目前產品應用的領域是微型電子、消費電子領域、3C產品等。

43、　　// 硫化物電解質技術路線企業

44、　　豐田:豐田在固態電池方面的研究圍繞著無機全固態鋰電池的開發研究、如何減少硫化氫的產生以及如何提高固體電解質的離子電導率等方面。核心技術解決了在固態電池能量密度方面問題，達到續航里程將大幅提升，充電速度上升；在電池壽命方面，固態電池在使用 30 年后仍保持90%以上的性能。豐田計劃2022年推出固態電池的車型和全面掌握全固態電池相關技術，2025年實現規模量產。產品主要應用于電動汽車領域。

45、　　寧德時代:公司核心技術為動力和儲能電池領域，材料、電芯、電池系統、電池回收二次利用等全產業鏈研發及制造能力，寧德時代2013年后加大硫化物固態電池布局，申請的剛性膜片及硫化物固態鋰金屬電池專利，一方面使用金屬鋰作負極，提高能量密度，另一方面解決了安全性和循環壽命等難題，有力提升了固態鋰金屬電池的循環性和降低短路發生幾率。產品應用領域是電動客車、電動乘用車和電動物流車。公司全固態電池還在開發中，預計2030年后產品實現商品化。

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47、　　總結

48、　　固態鋰電技術路徑的確定性并非絕對，最早實現動力領域產業化的時間節點，預期是在 2025 年左右將研制出高能量密度、高安全性且綜合性能優異的固態鋰電池，并推向產業化應用。固態電池應用領域的滲透路徑預期為：特種設備 ? 消費鋰電（柔性化以及薄體積對 3C 產品意義重大） ? 動力鋰電 。

49、　　對鋰電池企業：固態電池壁壘較液態電池更高，率先實現產業化者享有高溢價，初創公司進入的可能性也不大，主要是利好于鋰行業和固態電池研究居前的公司；

50、　　對鋰電池產業鏈：電池行業重新洗牌，固態電池推廣后，已有的液態電池產業鏈將迎來巨大沖擊，可能導致已有的電池競爭格局發生突變。產業鏈上游的金屬鋰需求勢必增加，讓鋰元素扮演更加重要的角色是提升鋰電能量密度的核心思路之一。

51、　　對電池材料：產業鏈中游的正極材料方面， 與當前發展方向較為相符；負極材料方面，原本石墨，碳硅負極向金屬鋰轉變，可能沖擊較大。不再需要隔膜和電解液，逼迫相應企業緊跟趨勢實施轉型。

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