1、 1/26 2024 年年 4月月 8 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行业深度:深度:难点及思路难点及思路、行业行业现状现状、产业链产业链及相关公司深度梳理及相关公司深度梳理 目前传统液态锂电池的能量密度已经接近 350Wh/kg 的理论极限,同时仍存在电池热失控等安全隐患。随着新能源汽车市场容量快速扩大,动力电池对于高能量密度与高安全性的迫切需求推动着固态电池的发展。固态电池的发展路径大致可分为半固态、准固态、全固态等阶段,目前由于受到材料技术、制备技术还不够成熟,生产成本过高等因素的制约,全固态电池产业化还需要时间。半固态电池成
2、为很好的过渡技术。2023 年国内半固态电池出货量突破 GWh 级别,2024 年将开启规模化量产装车。未来随着固态电池技术不断进步,成本逐渐呈下降趋势,尤其是国内半固态电池产业化进程已开启,固态电池的市场规模将得以快速增长。下面我们将主要介绍固态电池的概念、优势、技术路线等基本内容,分析目前产业化难点,提供解决思路。接着,我们将分析固态电池的制造工艺及产业现状,并针对固态电池的产业链及相关公司进行详细梳理,预测未来市场规模。希望这些内容能够启发大家对固态电池行业的了解。目录目录 一、行业概述.1 二、产业化难点及解决思路.6 三、固态电池制造工艺.8 四、产业现状.11 五、产业链分析.16
3、 六、相关公司.23 七、市场预测.26 八、参考研报.26 一、一、行业行业概述概述 1、固态电池的固态电池的概念概念 固态电池是一种使用固态电解质取代传统锂离子电池中电解液的新型电池。固态电池是一种使用固态电解质取代传统锂离子电池中电解液的新型电池。传统液态锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键要素组成。固态电池使用固态电解质替换传统液态锂电池中的电解液。固态电池的工作原理与传统液态锂电池的原理相通。固态电池的工作原理与传统液态锂电池的原理相通。传统液态锂电池的两端为电池的正负两极,中间为液态电解质。在锂离子从正极到负极再到正极的来回移动过程中,电池的充放电过程便完成了。固态电池的工
4、作原理与之相通,充电时正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌,通过固态电解质向负极迁移,2/26 2024 年年 4月月 8 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 电子通过外电路向负极迁移,两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中;放电过程与充电过程恰好相反。采用固态电解质代替液体电解质,有望使用更高比容量的正、负极材料,同时可彻底解决电池的安全性问题,是获得高能量密度、安全性和长循环寿命的全固态锂电池的根本途径。因此固态电池将会是锂离子电池升级的方向。2、固态电池的优势、固态电池的优势 固态电池具有高能量密度和高安全性固态电池具有高能量密度和高安全性的的显著优势,成为下一代高性
5、能锂电池。显著优势,成为下一代高性能锂电池。从性能对比来看,理论上,固态电池在离子电导率、能量密度、耐高压、耐高温、循环寿命等各项指标均优于液态电池,兼顾了传统液态锂电池无法兼顾的高能量密度和高安全特性,成为电动汽车的理想电池。固态电池的优势,主要体现在:(1)高安全性高安全性 液态锂电池易受热失控。液态锂电池易受热失控。过度充电、撞击、短路、泡水等因素会导致电池热失控风险上升,上升至90 C时负极表面 SEI 膜开始分解,嵌锂碳直接暴露于电解液并反应放热、产生大量可燃气体,进而融化隔膜形成内短路;温度上升至 200 C 后促进电解液气化分解,电池发生剧烈燃烧及爆炸。相对液态锂电池,固态电池则
6、具有五大安全特性。相对液态锂电池,固态电池则具有五大安全特性。1)固态电解质具有高机械强度,可抑制锂枝晶生长,不易造成短路。2)不易燃烧、不易爆炸。3)无持续界面副反应。4)无电解液泄漏、干涸问题。5)高温寿命不受影响或更好。HVgVNAdYjZbYIUjXaXmV7NaOaQsQqQmOnRkPoOqMjMoOyR9PnNxOMYoNpOvPsPqN 3/26 2024 年年 4月月 8 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告(2)高能量密度高能量密度 传统液态电池的能量密度已经接近 350Wh/kg 的理论极限。固态电池的电化学窗口宽,能够承受更高的电压(5V 以上),材料可选择的范围