1、2020年固態(tài)電池行業(yè)分析報(bào)告2020年5月目錄一、技術(shù)革新無(wú)休止，攻堅(jiān)固態(tài)電池是關(guān)鍵51、固態(tài)電池有望成為下一代高性能鋰離子電池5.2、電解質(zhì)和界面雙管齊下，構(gòu)建高性能固態(tài)電池1.3(1)構(gòu)建高性能固態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)的核心要求一致13(2)提高界面相容性和穩(wěn)定性16(3)固態(tài)電解質(zhì)晶界17(4)電極/固態(tài)電解質(zhì)界面17 電極/無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)界面17 電極/有機(jī)固態(tài)電解質(zhì)界面19二、政府扶持、企業(yè)角逐，固態(tài)電池商業(yè)化提速191、政府引導(dǎo)，推動(dòng)固態(tài)電池領(lǐng)域快速發(fā)展1.92、企業(yè)積極布局，固態(tài)電池領(lǐng)域陷入“混戰(zhàn)”2.1三、技術(shù)和成本雙制約，全固態(tài)電池量產(chǎn)仍需十年261、三星率先實(shí)現(xiàn)

2、技術(shù)突破，全固態(tài)電池量產(chǎn)仍有難點(diǎn)2.62、固態(tài)電池的工藝路線尚不成熟，產(chǎn)業(yè)化仍需時(shí)間2.83、固態(tài)電池的成本拆分以及未來(lái)的降本路徑3.1(1)電池設(shè)計(jì)33材料層面33電芯設(shè)計(jì)34(2)物料成本35(3)生產(chǎn)成本35工廠設(shè)計(jì)35廠房、能源及人員36生產(chǎn)工序37(4)降本路徑41四、主要風(fēng)險(xiǎn)451、政策變化影響行業(yè)發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)4.52、技術(shù)路線變更的風(fēng)險(xiǎn)4.5.3、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇的風(fēng)險(xiǎn)4.5.4、原材料價(jià)格大幅波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)4.5固態(tài)電池有望成為下一代高性能鋰離子電池。（1）固態(tài)電池將液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，安全性高，大大降低了電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)；（2）固態(tài)電池電化學(xué)窗口可達(dá)5V以上，允許匹配高能正極，

3、電池負(fù)極可以采用金屬鋰，提升理論能量密度，有望解決新能源汽車?yán)锍探箲]問題；（3）固態(tài)電池可簡(jiǎn)化封裝、冷卻系統(tǒng)，電芯內(nèi)部為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在有限空間內(nèi)進(jìn)一步縮減電池重量，體積能量密度較液態(tài)鋰離子電池（石墨負(fù)極）可提升70%以上。目前，（1）聚合物固態(tài)電解質(zhì)率先實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，但存在高成本和低電導(dǎo)率兩個(gè)致命問題；（2）氧化物固態(tài)電解質(zhì)綜合性能好，LiPON薄膜型全固態(tài)電池已小批量生產(chǎn)，非薄膜型已嘗試打開消費(fèi)電子市場(chǎng)；（3）硫化物固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率最高，研究難度最高，開發(fā)潛力最大，如何保持高穩(wěn)定性是一大難題。固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)入“軍備競(jìng)賽”階段，各企業(yè)期望搶占先機(jī)以贏得市場(chǎng)份額。固態(tài)電池領(lǐng)域市場(chǎng)參與者眾多，車企、電池

4、企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等在資本、技術(shù)、人才三方面進(jìn)行博弈。隨著越來(lái)越多的企業(yè)加入，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速：（1）中國(guó)企業(yè)縱向聯(lián)合，高校及研究機(jī)構(gòu)科技成果初嘗產(chǎn)業(yè)化；（2）歐美多國(guó)政府撥款助力固態(tài)電池研發(fā)，科研機(jī)構(gòu)及固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)是主力，各大車企紛紛投資；（3）日本電池領(lǐng)域底蘊(yùn)深厚，企業(yè)依靠自身優(yōu)勢(shì)組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克技術(shù)難關(guān)，同時(shí)車企橫向聯(lián)合共同開發(fā)電池技術(shù)，科研機(jī)構(gòu)、車企、電池和材料企業(yè)等多行業(yè)抱團(tuán)共同參與研究；（4）韓國(guó)電池企業(yè)選擇縱向聯(lián)合，共同開發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。固態(tài)電池的工藝路線尚不成熟，降本仍需過程，全面產(chǎn)業(yè)化預(yù)計(jì)需要5-10年。2020年3月初，三星高等研究院（SAIT）與三星日

5、本研究中心（SRJ）在自然-能源介紹了其在固態(tài)電池領(lǐng)域的最新進(jìn)展，銀碳基全固態(tài)電池能夠?qū)崿F(xiàn)900Wh/L高能量密度、1000圈以上長(zhǎng)循環(huán)壽命及99.8%極高充放電效率，電池一次充電后可驅(qū)動(dòng)汽車行駛800公里。但生產(chǎn)環(huán)境要求苛刻，銀碳層大規(guī)模生產(chǎn)所需的貴金屬納米銀成本較高；短期產(chǎn)業(yè)化并不現(xiàn)實(shí)；目前，各家對(duì)固態(tài)電池的而研究仍在過程中，簡(jiǎn)單將液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)并不能大幅提升電池能量密度，只有匹配高能電極材料才能實(shí)現(xiàn)能量密度的跨越。我們認(rèn)為降本需要：（1）更低的物料價(jià)格；（2）穩(wěn)定完善的供應(yīng)體系（高質(zhì)量鋰箔供應(yīng)）；（3）工藝改進(jìn)（bipolarstack工藝）。一、技術(shù)革新無(wú)休止，攻堅(jiān)固態(tài)電池是關(guān)鍵1、固態(tài)電池有望成為下一代高性能鋰離子電池鋰離子在正負(fù)電極間可逆嵌入是鋰離子電池的電化學(xué)基礎(chǔ)，其發(fā)展實(shí)際上是基于上世紀(jì)70年后一系列的創(chuàng)新理念和關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。對(duì)于固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池的理論研究可以追溯到1972年在Belgirate（意大利）召開的北約固體中的快速離子輸運(yùn)”會(huì)議上，Steele討論了合適的固態(tài)電