2024固态电池行业产业现状、产业链、相关公司及市场预测分析报告（27页）.pdf

1、2023 年深度行业分析研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 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 六、相关公司.23 七、市场预测.26 一、行业概述一、行业概述 1、固态电池的概念、固态电池的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

2、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，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

3、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

4、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 （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

5、范围更广。由于电池能量密度等于工作电压乘比容量，而电池总体比容量遵循木桶效应，受限于正负极中较低的一极。目前固态电池中，石墨负极比容量为 372mA h/g，硅基负极理论比容量为 4200mA h/g，锂金属负极理论比容量为 3860mA h/g，都显著高于正极。因此正极材料成为锂离子电池性能进一步提升的主要瓶颈。而全固态电解质不仅能够兼容上述高比容量负极材料与常规正极材料体系，还可匹配高比容量的正极材料，使得能量密度达到 500Wh/kg 甚至更高。（3）宽温区运行宽温区运行 传统液态电池工作温度范围较小。传统液态电池工作温度范围较小。在低温条件下，液态电池因电解液粘度增大，电导率降低、电解

6、液/电极界面阻抗和电荷转移阻抗增大、锂离子迁移速率降低等原因导致性能下降。此外液态电池在高温条件下受限于电解液闪点低、隔膜融化温度低，存在燃烧风险。固态电解质电池则不存在电解质低温凝固问题，同时高温状态受影响小、安全性高，因而具有更大工作固态电解质电池则不存在电解质低温凝固问题，同时高温状态受影响小、安全性高，因而具有更大工作温度范围，可达温度范围，可达-40 C150 C，显著优于液态电池。，显著优于液态电池。（4）体积小体积小 传统液态电池需要使用隔膜和电解液，二者占据了电池中近 40%的体积和 25%的质量。固态电池使用固态电解质取代液态电池的隔膜和电解液，正负极之间的距离可以缩短到只有