1、 1/27 2023 年年 5 月月 12 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 固态电池固态电池行业深度:行业深度:现状及趋势、现状及趋势、国内外政国内外政策策、产业链及相关公司深度梳理产业链及相关公司深度梳理 液态锂电池已接近能量密度上限,并且存在热失控风险。在更高的安全性和能量密度要求下,固态电池应运而生。固态电池是采用固态电解质的锂离子电池,固态电解质和液体电解质一样承担着在正负极之间传输锂离子的作用,传输机制有所不同。通过引入不可燃的固态电解质,可以本质上保证安全性,同时兼容高能量密度正负极。固态电池有望成为下一代动力电池的终极解决方案,目前各国企业
2、进入军备竞赛阶段,加注研发固态电池,一旦能实现商业化将带来产业颠覆性变革。下面我们将主要介绍固态电池的概念概念、优势优势、行业现状行业现状等内容,预测未来固态电池的发展发展渗透渗透趋势趋势。并针对固态电池行业的产业链及相关公司行业的产业链及相关公司进行详细梳理,预测未来市场规模市场规模。希望对大家了解固态电池行业有所启发。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 八、参考研报.27 一、一、行业概述行业概述 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
3、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,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 2023 年年 5 月月 12 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 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(0
4、wt%)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、硫化物是目聚合物、氧化物、硫化物是目前固态电池三大类固体电解质。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
5、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 2023 年年 5 月月 12 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、固态电池优缺固态电池优缺点点(1)固态电池固态电池优优点点 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
6、。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