2023固态电池行业现状、产业链分析及市场规模预测报告.pdf

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1、2023 年深度行业分析研究报告 目录目录 一、行业概述.1 二、行业现状及趋势.5 三、国内外政策.8 四、生产流程及工艺.9 五、产业链分析.11 六、相关公司.22 七、市场规模预测.27 1/27 行业研究报告 慧博智能投研 一、行业概述一、行业概述 1、概念、概念固态电池即是使用固态电解质的电池。固态电池即是使用固态电解质的电池。锂电池由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大主材组成，起到输送离子、传导电流的作用。但液态电解质中，有机溶剂具有易燃性、高腐蚀性，同时抗氧化性较差、无法解决锂枝晶问题，因此存在热失控风险，也限制了高电压正极、锂金属负极等高能量材料的使用。固态电池则是将电解液

2、，部分或全部替换成固态电解质。可大幅提升电池的安全性、能量密度，是现有材料体系长期潜在技术方向。2/27 2、分类、分类依据电解质分类，电池可细分为液态液态（25wt%）、半固态半固态（5-10wt%）、准固态准固态（0-5wt%）和全固态全固态（0wt%）四大类，其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。聚合物、氧化物、硫化物是目前固态电池三大类固体电解质。聚合物、氧化物、硫化物是目前固态电池三大类固体电解质。半固态电池：半固态电池：相比液态电池，半固态电池减少电解液的用量，增加聚合物+氧化物复合电解质，其中聚合物以框架网络形式填充，氧化物主要以隔膜涂覆+正负极包覆形式添加，此外负极从石

3、墨体系升级到预锂化的硅基负极/锂金属负极，正极从高镍升级到了高镍高电压/富锂锰基等，隔膜仍保留并涂覆固态电解质涂层，锂盐从 LiPF6 升级为 LiTFSI，能量密度可达 350Wh/kg 以上。全固态电池：全固态电池：相比液态电池，全固态电池取消原有电解液，选用聚合物/氧化物/硫化物体系作为固态电解质，以薄膜的形式分割正负极，从而替代隔膜的作用，其中聚合物性能上限较低，氧化物目前进展较快，硫化物未来潜力最大，负极从石墨体系升级到预锂化的硅基负极/锂金属负极，正极从高镍升级到了超高镍/镍锰酸锂/富锂锰基等，能量密度可达 500Wh/kg。3/27 3、固态电池优缺点、固态电池优缺点（1）固态电

4、池优点）固态电池优点1）高安全性：固态电解质不可燃烧，大幅降低热失控风险）高安全性：固态电解质不可燃烧，大幅降低热失控风险 随着电池能量密度的日益提升，电池热失控风险呈现上升趋势。随着电池能量密度的日益提升，电池热失控风险呈现上升趋势。从热失控角度看，电池应在低于 60运行工作，但由于内部短路、外部加热、机械滥用等因素，使电池温度升至 90，此时负极表面的 SEI膜开始溶解，造成嵌锂碳直接暴露在电解液中，二者发生反应迅速放热，产生大量可燃气体，隔膜进而熔化，电池形成内短路，温度迅速升高至 200，促使电解液气化分解、正极分解释氧，电池发生剧烈燃烧或爆炸。固态电池具备本质安全性，为车厂短期主要考

5、量因素。固态电池具备本质安全性，为车厂短期主要考量因素。1）不可燃性、热稳定性：）不可燃性、热稳定性：液态电解质易燃、易挥发，分解温度约 200（隔膜 160），并存在腐蚀和泄露的安全隐患。而固态电解质具有不可燃、无腐蚀、无挥发等特性，分解温度大幅提升，可在更高倍率和更高温度运行，同时内部无液体不流动，电池可承受穿钉、切开、剪开、折弯，从而大幅降低热失控风险。2）锂枝晶：）锂枝晶：液态电池中，锂枝晶的生长容易刺破隔膜，从而造成短路，而固态电解质具备高机械强度，锂枝晶生长缓慢且难刺透，进而提升电池安全性能。2）高能量密度：兼容高比容量正负极，大幅提升能量密度）高能量密度：兼容高比容量正负极，大幅

6、提升能量密度 固态电解质兼容高比容量的正负极，大幅提升电池的能量密度，为车厂长期主要考量因素。固态电解质兼容高比容量的正负极，大幅提升电池的能量密度，为车厂长期主要考量因素。固态电池在兼顾安全性的基础上，可实现能量密度的突破，液态电池可达 250Wh/kg+，半固态可达 350Wh/kg+，准固态可实现 400Wh/kg+，全固态可突破 500Wh/kg，从而提升续航水平，有望解决电动车里程、安全两大核心痛点。材料端看：材料端看：固态电解质本身不能提升能量密度，但由于具备更稳定、更安全，电化学窗口宽（5V 以上）等性质，因此可以兼容高比容量的正负极，比如高电压正极、富锂锰基、硅负极、锂金属负极