中国粉体网讯全固态电池是公认的下一代电池首选方案之一，被中国、美国、日本、韩国等国家列入重要发展战略，已成为下一代电池技术竞争的关键制高点、/span>
1?/strong>全固态电池机遇来丳/strong>商业化骤然加逞/strong>
2023年全球动力电池装车历叱strong>首次突破700GWh，同比增镾strong>38.6%。全球储能锂电池出货量为225GWh，同毓strong>增长50%、/span>
2023年，国内共有15个固态电池项目扩产，投资总额超千亿元。根据中国化学与物理电源行业协会预测?024年全球固态电池（含半固态电池）需求量?.3GWh?030年全球固态电池需求量有望达到220GWh?024?030年需求量的年复合增长率将达到114%、/span>
2?/strong>固态电池或是未来锂电的终极形?/strong>
固态电池可能是未来锂电的终极形态，正在成为一种行业共识。固态电池是一种新型电池技术，采用具有高离子传导性、稳定性的固态电解质取代易燃、易爆的有机电解液，能够大幅度提升电池的本征安全性，拓宽电池应用场景、/span>
数据显示，目前主流的液态锂电池的能量密度在200-300Wh/kg之间，而固态锂电池的能量密度最高可?00Wh/kg，工作温度范围可扩展?50~200℃，充电时间缩短至液态锂电池?/3、strong>固态电池可沿用液态锂电池材料体系，且机械和化学特性更加稳定，无电解液泄露、干涸等问题，预计量产成本或将仅为目前液态锂离子电池?0%＋/strong>被视为未来新能源汽车的最佳电池解决方案、/span>
3?/strong>固态电池技术难点、经济痛点、发展趋劾/strong>
技术难点：固态电解质导致电导率低及固-固界面稳定性差
固态电池由于采用固态电解质导致离子电导率低，使电池充放电速度较慢和容量衰减较快，且相较于?液接触，?固界面接触性和稳定性更差。此外，高剪切模量无机固态电解质也不能完全阻止锂枝晶生长、strong>换言之，离子电导率为首要核心指标，而不同的固态电解质性能也各有优劣，具体开发路线还需考虑综合性能的影响、/span>
动力电池技术发展趋劾/span>
不同种类固态电解质的性能特点
氧化物固态电解质（如石榴石型LLZO、NASICON型LATP等）对环境空气和高温状态更稳定，但界面阻抗较大，容易生长锂枝晶、/span>
硫化物固态电解质（如晶态锂锗磷硫LGPS）离子电导率高于氧化物，但其制备方法复杂，环境稳定性差，生产成本高、strong>在全球范围内，现阶段固态电池主要以全固态电池为主导，其中硫化物电解质占据主导地位、/strong>
聚合物固态电解质机械加工性能优、黏弹性好，但其室温离子电导率低，导致电池倍率性能差、/span>
经济性痛点：高科技电极新材料生产难度大且价格高昁/strong>
目前固态电池部分原材料未实现量产，电池电极材料成本高，如采用石墨负极的硫化物固态电池材料成本最高，达到137.9美元/kWh，远高于传统锂电?3.2美元/kWh，且所需的电极材料均是高科技新材料，既需要科技进步降低生产难度，也需要时间由市场消化高昂的价格使其被广泛使用。不过采用锂负极可大幅降低固态电池成本，提升产品竞争力、/span>
发展趋势：原材料实现迭代升级
原材料实现迭代升级是主流趋势，固态电池技术发展和应用将按“固态电解质→新型负极→新型正极”形式呈现梯次渗透、strong>核心在于引入新材料体系：负极材料将从石墨向硅基负极、含锂负极，金属锂负极升?/span>：/span>正极材料从高镍三元，向高电压高镍三元、超高镍三元，再向尖晶石镍锰酸锂、层状富锂基等新型正极材料迭代升级、/span>
4?/strong>国内外固态电池技术研发路徃/strong>分析
目前国际上主要研究机构、企业也均以氧化物和硫化物这两种技术路线为主要突破方向、strong>氧化物体系分为薄膜和非薄膜类，前者开发重点在于容量的扩充与规模化生产，后者综合性能较好，是当前研发的重点方吐/span>：/span>硫化物体系处于发展空间巨大与技术水平不成熟的两极化局面，亟需解决安全性等问题、/span>
从国外来看，固态电池研发路线各异、/span>日本选择了硫化物路线，研发布局最早，技术和专利全球领先，打造了高校、车企和电池厂共同研发的体系，力?030年实现全固态电池商业化，能量密度目标为500Wh/kg。日立造船?023年开发出容量5000mAh的全固态锂电池“ASLiB”、/span>
韩国选择氧化物和硫化物路线并行，政府提供税收抵免支持固态电池研发，叠加动力电池巨头联合推进，目标是?025?028年开发出能量密度?00Wh/kg的商用技术，2030年完成装车。LD新能源曾表示2026年前实现聚合物半固态电池商业化，同步研制基于硫化物的全固态电池、/span>
欧洲国家以聚合物路线为主，同时布局硫化物路线，其中德国研发布局投入最大。美国全路线布局，由能源部出资，初创公司主导研发，并与众多车企达成合作，目标?030年能量密度达?00Wh/kg、/span>
Solid Power?023年向宝马集团交付用于测试的全尺寸汽车电芯，并计划?028年将电解质材料产能增?万吨/年。Bollore曾表示全球最早实现聚合物电解质固态电池商业化装车，累计投?000辆搭?0kWh固态电池的电动汽车。Quantum Scape曾表?023年开始试产部分固态电池，2025年实现大规模量产、/span>
国内有部分新型固态电池企业集中于氧化物和硫化物，另一部分企业选择固液混合技术作为过渡方案使用、/strong>2023年台湾辉能发?00%硅负极LCB固态电池，?strong>2024?月，台湾辉能科技宣布全球首条固态电池生产线已正式投产，固态电池的样品已发到各大新能源车企进行测试、开发模块、/span>
宁德时代2023??9日发布凝聚态电池，能量密度500Wh/kg?023年内实现量产能力?023?月，宁德时代与商飞合资设立商飞时代，拟将凝聚态电池用于载人航空。国轩高?00Wh/Kg的三元半固态电池目前在公司实验室已有原型样品，并于2022年底实现小批装车。蜂巢能?022?月成功研?0Ah级硫系全固态原型电芯。赣锋锂?023年江西新余已具备2GWh固态电池产能，2023年供应赛力斯固态纯电SUV即将上市、/span>
从电池企业进展看，固态电池的研发到量产时间大都接近或略早?030年。但据粉体网编辑了解＋strong>国内外知名性能溏/span>车企却较为统一的表示固态电池的批量应用时间?030年前后，甚至更晚一些、/span>也有专家表示，人工智能正在改变材料的研发范式，将大幅度加速全固态电池的研发速度，这?030左右实现全固态电池产业化突破增加了确定性、/span>
参考来源：
张春英，等：固态电池技术发展现状综述，中国一汽无锡油泵油嘴研究所
杨贵永，等：固态电池发展态势及研判，吉利汽车研究?宁波)有限公司
国联证券、国信证券、人民网、中国能源报、各公司官网筈/span>
(中国粉体网编辑整?昧光)
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除!
