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1、0102030405固態(tài)電池行業(yè)基本概念固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展環(huán)境固態(tài)電池重點企業(yè)現(xiàn)狀目錄CONTENT固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展趨勢固態(tài)電池行業(yè)基本概念固態(tài)電池概念固態(tài)電池分類固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈011.1固態(tài)電池概念:安全穩(wěn)定資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。與傳統(tǒng)鋰電池相比,全固態(tài)電池最突出的優(yōu)點是安全性。固態(tài)電池具有不可燃、 耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)的特性,固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心,電解質(zhì)材料很大程度上決定了固態(tài)鋰電池的各項性能參數(shù), 如功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。固態(tài)電池特性不可燃不揮發(fā)耐高溫無腐蝕1.1固態(tài)電池概念:電解質(zhì)為固
2、態(tài)資料來源:許曉雄全固態(tài)電池技術的研究現(xiàn)狀與展望工作原理上,固態(tài)鋰電池和傳統(tǒng)的鋰電池并無區(qū)別。兩者最主要的區(qū)別在于固態(tài)電池電解質(zhì)為固態(tài),相當于鋰離子遷移的場 所轉(zhuǎn)到了固態(tài)的電解質(zhì)中。而隨著正極材料的持續(xù)升級,固態(tài)電解質(zhì)能夠做出較好的適配,有利于提升電池系統(tǒng)的能量密度。 另外,固態(tài)電解質(zhì)的絕緣性使得其良好地將電池正極與負極阻隔,避免正負極接觸產(chǎn)生短路的同時能充當隔膜的功能。液態(tài)鋰電池vs固態(tài)鋰電池1.2固態(tài)電池分類按照電解質(zhì)材料的選擇,固態(tài)電池可以分為聚合物、氧化物、硫化物三種體系電解質(zhì)。其中,聚合物電解質(zhì)屬于有機電解質(zhì), 氧化物與硫化物屬于無機陶瓷電解質(zhì);按照正負極材料的不同,固態(tài)電池還可以分
3、為固態(tài)鋰離子電池(沿用當前鋰離子電池 材料體系,如石墨+硅碳負極、三元正極等)和固態(tài)鋰金屬電池(以金屬鋰為負極)。固態(tài)電池分類電解質(zhì)材料有機電解質(zhì)(聚合物)無機陶瓷電解質(zhì)(氧化物、硫化物)正負極材料固態(tài)鋰離子電池固態(tài)鋰金屬電池資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院1.3固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈與液態(tài)鋰電池大致相似,兩者主要的區(qū)別在于中上游的負極材料和電解質(zhì)不同,在正極方面幾乎一致,若完 全發(fā)展至全固態(tài)電池,隔膜也完全被替換。固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈上游中游下游正極材料隔膜消費領域動力領域儲能領域負極材料電解質(zhì)鋰礦錳礦 鈷礦 石墨礦資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院1.3.1固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:上游正極材料固態(tài)電池正極材料類型資
4、料來源:GGII與傳統(tǒng)鋰離子電池相似,固態(tài)電池正極材料一般采用復合電極,除了電極活性物質(zhì)外還包括固態(tài)電解質(zhì)和導電劑,在電極中 起到傳輸離子和電子的作用。按正極材料分類,主要有三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰這四種。2019年,我國三元材料 出貨量占比最高,達47.5%;其次是磷酸鐵鋰,占比為21.8%。具有能量密度優(yōu)勢的三元材料預計進一步取代磷酸鐵鋰市場。中國正極材料出貨量按類型占比(單位:%)17.7%15.8%15.1%14.1%47.5%44.6%22.3%21.8%20192018磷酸鐵鋰三元材料錳酸鋰鈷酸鋰類別材料活性物質(zhì)磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等溶劑NMP粘結(jié)劑PVDF
5、導電劑石墨類集體/集流體鋁箔1.3.1固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:上游正極材料2019年中國正極材料競爭格局(單位:%)資料來源:GGII Choice目前,我國正極材料尚處于充分競爭狀態(tài),集中度未來或?qū)⑻嵘?019年。我國正極材料出貨量排名前三的企業(yè)分別為廈門 鎢業(yè)、天津巴莫和德方納米,市場占比分別為11%、7%和7%。從價格走勢方面來看,我國三元材料價格整體呈下行走勢, 主要終端需求帶動不足,疊加原材料產(chǎn)能釋放傳導影響三元材料市場價格。中國三元材料(523)市場均價(單位:元/噸)11%7%7%7%6%6%6%5%4%3%38%廈門鎢業(yè) 天津巴莫 德方納米 容百科技 長遠鋰科 振華新材料 杉杉股份
6、當升科技 貝特瑞科恒股份 其他0500001000001500002000002500003000001.3.1固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:上游負極材料固態(tài)電池負極材料目前主要集中在金屬鋰負極材料、碳族負極材料和氧化物負極材料三大類,其中金屬鋰負極材料因其高容 量和低電位的優(yōu)點成為全固態(tài)鋰電池最主要的負極材料之一,采用金屬鋰做負極,有望提升4050%的能量密度。目前,全 球鋰鹽產(chǎn)能主要集中在我國,占比約 70%。2019年我國金屬鋰總產(chǎn)能約4700 噸,產(chǎn)量2903 噸,產(chǎn)能利用率為61.8%。固態(tài)電池負極材料類型類別材料活性物質(zhì)人造石墨、天然石墨、Li金屬溶劑去離子水粘結(jié)劑SBR+CMC/LA系列導電劑
7、石墨類基體銅箔290305001000150020002500300035002016201720182019資料來源:中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會中國金屬鋰產(chǎn)量情況(單位:噸)1.3.1固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:上游負極材料資料來源:CRU Choice全球金屬鋰主要廠商包括贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)和Livent,2018年這三大公司全球產(chǎn)能占比達到79%。贛鋒鋰業(yè)是全球最大的 金屬鋰生產(chǎn)商,2018年金屬鋰設計產(chǎn)能1600噸,實際產(chǎn)量1519.44噸。鋰價格與碳酸鋰聯(lián)動效應比較明顯,原料價格走低使 下游廠商對上游金屬鋰生產(chǎn)企業(yè)施壓降價。全球金屬鋰競爭格局(單位:%)中國金屬鋰(99%)工業(yè)級價格(單位:元
8、/噸)44%24%11%21%贛鋒鋰業(yè)天齊鋰業(yè)LIVENT其他0201030504070601.3.1固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:上游電解質(zhì)資料來源:恒大研究院全固態(tài)鋰電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機液態(tài)電解液,有望從根本主解決電池安全性問題,是電動汽車和規(guī)模化儲能理想 的化學電源。固態(tài)電池的三大電解質(zhì)體系各有優(yōu)劣,目前全球固態(tài)電池企業(yè)都在不同的電解質(zhì)體系上進行技術研發(fā)。其中, 歐美企業(yè)偏好氧化物與聚合物體系,而日韓企業(yè)則更多致力于解決硫化物體系。固態(tài)電池電解質(zhì)類型類別細分主要成分代表企業(yè)優(yōu)點缺點有機電解質(zhì)聚合物聚環(huán)氧乙烷(PEO)、PAN、PMMA、PVC、PVDF等SEEO、Solid Energy技術
9、最成熟、率先小規(guī)模量產(chǎn)室溫離子電導率低; 理論能量密度上限低無機電解質(zhì)氧化物薄膜(LIPON)Sakti3電池倍率及循環(huán)性能優(yōu)異容量小,主要應用于微型電子、消費電子領域; 量產(chǎn)成本高非薄膜QuantumScape離子電導率高于聚合物電解質(zhì); 電池容量大,可量產(chǎn)能量密度低于硫化物電解質(zhì)電池硫化物硫硅酸鋰豐田、三星、松下離子電導率最高,有望應用于電動汽車開發(fā)難度大,對生產(chǎn)環(huán)境要求高1.3.2固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:下游消費電池領域資料來源:中國信通院 國家統(tǒng)計局目前,固態(tài)電池仍在研發(fā)技術階段。在應用領域上,其有望率先發(fā)揮安全與柔性優(yōu)勢,應用于對成本敏感度較小的微電池領 域,如植入式醫(yī)療設備、無線傳感器等;
10、技術進步后,逐漸向高端消費電池滲透。在傳統(tǒng)消費電子產(chǎn)品上,如手機、電腦及 數(shù)碼相機等產(chǎn)品在我國已處于較為成熟的市場,整體呈現(xiàn)放緩收縮的趨勢。中國傳統(tǒng)消費電子產(chǎn)品產(chǎn)量及出貨量情況(單位:百萬臺,萬臺)3605181923331560152736349116153514143563891136819電子計算機產(chǎn)量(百萬臺)手機出貨量(百萬臺)數(shù)碼相機出貨量(萬臺)201520162017201820191.3.2固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:下游消費電池領域資料來源:IDC伴隨著科技的進步和智能化浪潮的到來,智能可穿戴設備飛速發(fā)展。2019年,中國可穿戴設備出貨量達到9924萬臺,同比 增長37.1%。這一增長
11、受益于智能手表、持續(xù)血糖監(jiān)測系統(tǒng)、無線耳機等產(chǎn)品形態(tài)和AR/VR等新技術的助力。固態(tài)電池作為 可穿戴設備的上游,其需求規(guī)模也將隨著可穿戴設備規(guī)模的增長而擴大。中國新興消費電子產(chǎn)品出貨量情況(單位:萬部,%)992473215697387650%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%02000400060008000100001200020162017可穿戴設備出貨量(萬部)20182019同比增長(%)1.3.2固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:下游動力電池領域資料來源:中國汽車工業(yè)協(xié)會隨著固態(tài)電池產(chǎn)品的成熟,未來將持續(xù)往下滲透,有望在動力電池領域?qū)崿F(xiàn)應用。受益于政策的優(yōu)惠,我國新能源汽車市場
12、 從2014年開始快速發(fā)展,隨后2016、2017年受到騙補事件及補貼倒退的影響,產(chǎn)銷量增速放緩,2019年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn) 量為124.2萬輛。目前,為了緩解疫情對新能源汽車行業(yè)的影響,我國推遲補貼政策至2021年,行業(yè)發(fā)展正逐漸恢復中。中國新能源汽車產(chǎn)量情況(單位:萬輛,%)中國新能源汽車產(chǎn)量細分類型結(jié)構(gòu)(單位:%)34.0551.7079.40127.00124.20350%300%250%200%150%100%50%0%-50%020406080100120140400%201520162017新能源汽車產(chǎn)量(萬輛)20182019同比增長(%)63.1%66.5%74.7%84.3
13、%87.8%36.9%33.5%25.3%15.7%12.2%2015201920162017新能源乘用車2018新能源商用車1.3.2固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:下游儲能電池領域資料來源:CNESA全固態(tài)電池被公認有望突破電化學儲能技術瓶頸,滿足未來發(fā)展需求的新興技術方向之一。在電化學儲能方面,目前鋰電池 占電化學儲能比重達80%。而結(jié)合國家對能源發(fā)展的指導方針,電化學儲能在用戶側(cè)、 可再生能源并網(wǎng)配套等領域的需求有 望迎來快速增長,固態(tài)電池發(fā)展前景明朗。中國電化學儲能項目累計裝機規(guī)模(單位:MW)129.6164.8275.9423.21072.71709.62014年2015年2016年2017年2
14、018年2019年80.60%17.80%1.20%0.40%鋰電池鉛蓄電池液流電池超級電容2019年中國電化學儲能項目裝機細分結(jié)構(gòu)(單位:%)1.3.2固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:下游儲能電池領域資料來源:工信部2019年底2020年2月2020年5月2020年底備用電源是電化學儲能的另一大重要應用。隨著5G基站建設的大力推進,備用電源的需求也有望迎來快速增長。根據(jù)工信部 數(shù)據(jù)統(tǒng)計,截至2019年底我國共建成5G基站超13萬個;截至2020年5月,工信部表示已開通5G基站超過20萬個,每周新增 5G基站超過1萬個,到2020年年底,我國5G基站數(shù)可達65萬。中國5G基站建設情況(單位:萬個)超過65萬個
15、超過20萬個達16.4萬個超過13萬個1.3.3固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈:成本結(jié)構(gòu)資料來源:Solid versus liquid-a bottom-up calculation model to analyze the manufacturing cost of future high-energy batteries,Joscha Schnell固態(tài)電池整體成本主要由電池材料成本及電池生產(chǎn)成本構(gòu)成,其中材料成本占據(jù)了大部分的份額。材料成本包括正極、負極 材料、隔膜(如需)、電解質(zhì)、集電器、殼體等組成,而生產(chǎn)成本則包括工廠設計/廠房、能源及人員/生產(chǎn)工序三大板塊。固態(tài)電池成本結(jié)構(gòu)(單位:%)87%13
16、%石墨負極固態(tài)電池成本電池材料電池生產(chǎn)85%15%鋰負極固態(tài)電池成本電池材料電池生產(chǎn)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展環(huán)境固態(tài)電池行業(yè)政策環(huán)境固態(tài)電池行業(yè)技術環(huán)境022.1固態(tài)電池行業(yè)政策環(huán)境我國直接針對固態(tài)電池行業(yè)的相關政策較少,對固態(tài)電池行業(yè)影響較大的政策主要圍繞“推動鋰電池行業(yè)的發(fā)展”以及“促 進新能源汽車動力電池升級”這兩方面展開。相關政策通過制定產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、規(guī)范行業(yè)標準、修改補貼制度等方式,間接地對 固態(tài)電池行業(yè)施加影響。中國相關政策影響固態(tài)電池行業(yè)的機理分析鋰電池制定發(fā)展規(guī)劃制定行業(yè)標準培育新興產(chǎn)業(yè)新能源汽車動力電池加強續(xù)航要求制定發(fā)展規(guī)劃修改補貼制度固態(tài)電池提供發(fā)展路徑引 導和政策支持通過對電池性能
17、施 壓倒逼產(chǎn)業(yè)升級資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院2.1.1固態(tài)電池政策環(huán)境:鋰電池相關政策政策發(fā)布時間解讀國家重點新產(chǎn)品計劃優(yōu) 先發(fā)展技術領域2009年10月鋰離子電池以及相關產(chǎn)品及技術位列優(yōu)先發(fā)展技術領域?!笆鍑覒?zhàn)略性新 興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”2016年1月建設具有全球競爭力的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈,完番鋰電池研發(fā)體系,加快鋰電池創(chuàng)新中心建設,突感高安全性、長壽命,高能量 密度鋰離子電池等技術瓶頸斯頸。輕工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)2016年8月加強高性能動力鋰離子電池正、負極材料,電池隔膜材料、電解液材料、添加劑的研發(fā)與應用;提升鋰離子電池自動化生 產(chǎn)工藝與裝備制造水平?!笆濉辈牧项I域 科技創(chuàng)
18、新專項規(guī)劃2017年4月將鋰離子電池作為先進能源材料成為國家重點戰(zhàn)略新材料。鋰離子電池行業(yè) 規(guī)范條件2019年1月規(guī)范從事正極材料、負極材料、隔膜、電解液(含電解質(zhì))、單體電池、電池組等生產(chǎn)企業(yè)。注:統(tǒng)計時間為2009年1月1日-2020年8月10日鋰離子電池及相關產(chǎn)品的制造技術屬于我國優(yōu)先發(fā)展的技術領域。近年來,我國出臺了一系列政策規(guī)劃以推動鋰離子電池制 造水平的進步以及技術的發(fā)展。固態(tài)電池作為新型鋰離子電池,其能效更加符合我國對于鋰離子電池的期望,其相關產(chǎn)品與 技術的發(fā)展也受到了我國鋰電池相關政策的深刻影響。鋰電池相關政策解讀資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院2.1.1固態(tài)電池政策環(huán)境:新能源汽車動
19、力電池相關政策政策發(fā)布時間解讀中國制造20252015年5月到2025年、 2030年,我國動力電池單體能量密度分別需達到400Wh/kg、500Wh/kg。(約為當前乘用車動力電池單體平均水 平170Wh/kg的2-3倍。)促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè) 發(fā)展行動方案2017年3月持續(xù)提升現(xiàn)有產(chǎn)品的性能質(zhì)量和安全性,進一步降低成本,保障高品質(zhì)動力電池供應;大力推進新型鋰離子動力電池研發(fā) 和產(chǎn)業(yè)化關于進一步完善新能源 汽車推廣應用財政補貼政 策的通知2019年3月對于續(xù)航里程250公里以下以及電池系統(tǒng)能量密度要求低于125Wh/ kg的純電動乘用車取消補貼;對于續(xù)航250公里到400公 里的純電動乘用車
20、補貼降低至1.8萬元;對于續(xù)航400公里以上的補貼從上年5萬元降至2.5萬元。新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī) 劃(2021-2035)(征 求意見稿)2019年12月提出實施動力電池技術突破行動。開展正負極材料、電解液、隔膜等關鍵環(huán)節(jié)前瞻技術研究,加強高強度、輕量化、高安 全、低成本、長壽命的動力電池和燃料電池系統(tǒng)短板技術攻關,加快全固態(tài)動力電池技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。乘用車企業(yè)平均燃料消 耗量與新能源汽車積分并 行管理辦法(修訂)2020年6月不再將純電動乘用車車型的積分核算權(quán)重放在單車型的續(xù)航里程上,而是綜合考慮整車續(xù)航水平、整車電耗水平、電池能 量密度等因素。對新能源汽車動力電池的能量密度和續(xù)航能力提出
21、了新的要求。在相關政策上,我國不僅對于新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)及技術的發(fā)展制定了規(guī)劃與要求,還對新能源汽車的補貼和積分情況 進行了大規(guī)模的調(diào)整,迫使相關產(chǎn)業(yè)不斷追求動力電池能量密度和續(xù)航能力的提升,間接推動了擁有高能量密度和強續(xù)航能 力的固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。新能源汽車動力電池相關政策解讀注:統(tǒng)計時間為2015年1月1日-8月10日資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院2.2固態(tài)電池行業(yè)技術環(huán)境:固態(tài)電池是鋰電發(fā)展必經(jīng)之路資料來源:全固態(tài)鋰電池技術的研究現(xiàn)狀與展望0100200300400500近年來,下游應用領域的不斷革新對鋰電池行業(yè)提出了愈來愈高的要求,鋰電池技術也由此不斷進步,向更高的比能與安全 性進發(fā)。
22、從鋰電池技術發(fā)展的路徑來看,液態(tài)鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)的能量密度已經(jīng)逐漸接近了它的極限,固態(tài)鋰電池將是鋰電發(fā) 展的必經(jīng)之路。鋰電池技術發(fā)展路徑6002010年2015年2020年2025年2030年傳統(tǒng)鋰離 子電池鋰離子電池升級版固態(tài)鋰電池鋰空氣/鋰金 屬/鋰硫電池能 量 密 度 Wh/ kg動力/儲能電池 未來發(fā)展方向2.2固態(tài)電池行業(yè)技術環(huán)境:固態(tài)電池技術發(fā)展路徑資料來源:中科院物理所技術進步無法一蹴而就,固態(tài)電池也需要從液態(tài)電解質(zhì)電池逐漸演變,在演變過程中,一些材料被逐漸替代,一些新材料也 得以應用。從固態(tài)電池技術發(fā)展路徑來看,固態(tài)電池在其發(fā)展過程中,負極與電解質(zhì)的材料產(chǎn)生了較大的變化,隔膜也逐
23、漸 被剝離,但正極材料的變化不大,NCM、LCO等材料仍然在固態(tài)電池中應用。固態(tài)電池技術發(fā)展路徑指標液態(tài)電解質(zhì)電池混合固液電解質(zhì)電池全固態(tài)電池正極NCM,NCA,Li-rich,LNM,LCONCM,NCA,LCO,Li-rich, LNM/SEINCM,LCO,Li-rich,LNM,S,MFX/LATP,sulfide/SEI負極GP.,CSiOx,Cnano-Si/C,HC,SC/+LiLi+HC,SC,CSiOx,Cnano-Si/C+Li/SEILi-composite/SEl電解質(zhì)EC-DEC-EMC-DMC,LiPF6, BP,FEC,VC,BS,LiFSI,LiODFBLATP
24、,LLZO,EC-PC-FFC-LiBFa+LiODFB+ES+LiPSx+LIZO/Polymer-Lix,sulfide隔膜AL2O/PE/PVDF-HFPLATP/PE/PVDF-HFP/能量密度250-300Wh/Kg250-500Wh/Kg具有突破500Wh/kg的潛力2.2固態(tài)電池行業(yè)技術環(huán)境:固態(tài)電池生產(chǎn)工藝流程資料來源:Web of Science 前瞻產(chǎn)業(yè)研究院固態(tài)電池生產(chǎn)工藝流程原材 料均勻混 合溶解融熔沉積致密薄膜(浸 涂法)溶膠-凝膠混 合物按需沉積薄膜沉積固態(tài)電極(涂層法)機械研磨與熱處 理形成穩(wěn)定的 漿液薄膜增長(PVD/CVD/PLD/ALD)薄膜沉積(噴 涂法)
25、結(jié)合電極組件致密化(熱/壓力處理)固態(tài) 電池2.2固態(tài)電池行業(yè)技術環(huán)境:固態(tài)電池技術商業(yè)化發(fā)展趨勢資料來源:IEA 恒大研究院固態(tài)電池技術目前仍處在成熟技術到產(chǎn)業(yè)化的過渡階段,即技術推廣與規(guī)?;a(chǎn)驗證階段,初步預計到2025年,固態(tài)電池 技術將實現(xiàn)商業(yè)化,并開始逐漸向下一代鋰電池(鋰-金屬/鋰-空氣/鋰硫)邁進。固態(tài)電池技術商業(yè)化時間表2015年2020年2025年2030年NCM523/622高壓尖晶石等碳合金鋰金屬膠凝聚合物聚合物/氧化物正極負極電解質(zhì)鋰-空氣鋰-硫成熟技術LFP/NCM111石墨有機溶劑+LiPF6產(chǎn)業(yè)化準備NCM811石墨+5-10%硅5V電解鹽固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀固
26、態(tài)電池行業(yè)發(fā)展歷程固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀03資料來源:From solid-solution electrodes and the rocking-chair concept to todays batteries, Heng Zhang3.1固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展歷程:理論研究追溯至1972年固態(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”會議上, Steele討論了合適的固態(tài)電解質(zhì)的基本標準,并指出了過渡金屬二硫化物作為電池正極材料的潛力。同年,Armand 將 Li/TiS2 應用于以固態(tài)-氧化鋁為電解質(zhì)的三元石墨正極中的Na+擴
27、散,這是關于固態(tài)電池的第一份報道。全球固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展歷程3.2固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:行業(yè)尚處于研發(fā)階段固態(tài)電池電解質(zhì)技術路線聚合物電解質(zhì)技術路線氧化物電解質(zhì)技術路線硫化物電解質(zhì)技術路線聚合物電解質(zhì)技術路線企業(yè):硫化物電解質(zhì)技術路線企 業(yè):氧化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):目前,全球范圍內(nèi)約有50多家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和高??蒲性核铝τ诠虘B(tài)電池技術,固態(tài)電池尚未實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè) 化。全球預計2020年準固態(tài)鋰電池會實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,到2025年全固態(tài)鋰電池將最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其中。歐美企業(yè)偏好氧化物 與聚合物體系,而日韓企業(yè)則更多致力于解決硫化物體系。全球固態(tài)電池重點研究企業(yè)總覽資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院3.2
28、.1固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:歐美地區(qū)歐美車企對固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)關注度較高。車企通過收購、投資在固態(tài)電池領域中美國高校衍生的初創(chuàng)企業(yè)如Solid Power、 SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等以獲得技術儲備。固態(tài)電池行業(yè)歐美企業(yè)布局現(xiàn)狀公司布局現(xiàn)狀寶馬2018年9月,公司和Solid Power在固態(tài)電池方面深度合作,有望于2026年實現(xiàn)固態(tài)電池突破性進展并隨后量產(chǎn),新一代固態(tài)電池產(chǎn)品將在寶馬xEV系列車型上應用大眾2018年6月,公司宣布與美國電池初創(chuàng)公司Quantum Scape合作并向Quantum Scape注資1億美
29、元用于開發(fā)固態(tài)電池; 2018年8月,公司宣布將在歐洲建廠以生產(chǎn)固態(tài)電池,并計劃在2025年以前實現(xiàn)量產(chǎn)通用2019年,公司收到美國能源部撥款910萬美元,其中200萬美元明確用于研究固態(tài)電池;2019年,公司宣布關于固態(tài)電池的研發(fā)將在美國密歇根州通用汽車的沃倫技術中心進行福特2019年4月,公司聯(lián)合三星投資了美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司Solid Power,并宣布與Solid Power正式達成合作,研發(fā)下一代電動汽車全固態(tài)電池賓利2020年,賓利首席執(zhí)行官Adrian Hallmark在接受外媒采訪時表示,賓利的純電動車型將考慮使用固態(tài)電池技術雷諾2025年,公司旗下電動汽車規(guī)劃使用鈷含量為零的
30、固態(tài)電池,由Ionic Materials提供技術支持Sakti32019年12月,公司宣稱開發(fā)出了能量密度達到1000Wh/kg的固態(tài)電池,并稱未來實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)之后,成本只有當前鋰電池的20,可以實現(xiàn)成本控制蘋果2012年,公司開始布局全固態(tài)電池技術的專利,計劃把這種新型電池用在iPad、MacBook等設備以及以后將要發(fā)展的柔性電子設備上; 2013年,公司收購固態(tài)電池廠Infinite Power Solutions戴森2015年,公司以9000萬美元并購固態(tài)電池公司Sakit3,開始自主發(fā)展固態(tài)鋰電池技術;2016年,公司宣布投資14億美元建設固態(tài)鋰電池工廠。Recardo2019年
31、,公司宣布與Llika Technologies公司、英國技術創(chuàng)新中心、本田歐洲研發(fā)中心以及英國倫敦大學學院合作開展powerDriveLine項目。Hydro-Qubec2020年1月,公司宣布將幫助諾貝爾獎獲得者John B. Goodenough和Maria Helena Braga獲得其開發(fā)的創(chuàng)新型固態(tài)玻璃電解質(zhì)的專利許可并將技術投入使用;2020年2月,公司與戴姆勒公司宣布建立合作關系,共同開發(fā)固態(tài)電池技術。雙方合作目的是測試新材料,加速固態(tài)電池量產(chǎn)應用。資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院3.2.2固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:日韓地區(qū)日本車企在固態(tài)電池上的研發(fā)起點相對較早,最早入局的豐田在2008年
32、就與固態(tài)電池創(chuàng)企伊利卡(Ilika)展開了合作,2019 年初,宣布與松下合作。三菱、日產(chǎn)、松下等大部分企業(yè)紛紛加速布局固態(tài)電池行業(yè),爭取早日實現(xiàn)量產(chǎn)。固態(tài)電池行業(yè)日韓企業(yè)布局現(xiàn)狀公司布局現(xiàn)狀豐田公司在固態(tài)電池領域擁有大量專利,占據(jù)全球固態(tài)電池專利數(shù)量13,是全球擁有專利數(shù)量最大的企業(yè)。計劃在2020年推出搭載固態(tài)鋰離子電池(非全固態(tài)電池 的電動汽車,并計劃于2022年實現(xiàn)量產(chǎn)?,F(xiàn)代2018年,公司投資初創(chuàng)固態(tài)電池材料企業(yè)Ionic Materials,預計2025年可實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。日產(chǎn)2017年,公司宣布自研固態(tài)動力電池;2018年,公司與本田、豐田、松下等日本企業(yè)組成“鋰電池技術與評估
33、中心”,共同研發(fā)固態(tài)電池; 2018年,雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟投資固態(tài)電池初創(chuàng)公司Ionic Materials三菱2018年,雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟投資固態(tài)電池初創(chuàng)公司Ionic Materials松下2019年,公司與豐田合作研發(fā)固態(tài)電池;2019年8月,公司聯(lián)合比利時微電子研究中心開發(fā)出體積能量密度425Wh/L的固態(tài)電池日本特殊陶業(yè)2017年10月,公司開發(fā)出氧化物系固態(tài)電解質(zhì)材料。計劃在2021年實施全球首個全固態(tài)電池的技術實證試驗,力爭2030年實現(xiàn)EV用全固態(tài)電池的實際應用。日本礙子公司最初計劃面向電子器械、便攜設備進行開發(fā),計劃2025年之前實現(xiàn)EV用全固態(tài)電池的商品化。TDK20
34、18年11月,公司開發(fā)出數(shù)毫米見方大小的“芯片型全固態(tài)電池”,可反復充電1000次。目前已啟動樣品供貨,正在完善量產(chǎn)體制。2020年3月,公司宣布開發(fā)出一種固態(tài)電池,旨在用于耳機等小型可穿戴設備,該電池計劃于2020年投入量產(chǎn)。日本電氣硝子2017年11月,試制電極采用晶化玻璃的全固態(tài)鈉離子蓄電池。自主推動電池產(chǎn)品化,2025年之前投入實際應用。出光興產(chǎn)公司原先積累石油精煉領域的處理技術,對于固態(tài)電解質(zhì)原料硫化氫的處理和應用技術具有優(yōu)勢。日本LIBTEC項目2020年2月,因研發(fā)鋰離子電池而獲得諾貝爾化學獎的吉野彰,作為“技術研究組合鋰離子電池材料評價研究中心”的理事長發(fā)起項目,力爭到2023
35、年4月,完成 面向電動汽車的全固態(tài)電池試制品,項目的共同參與者有豐田汽車、松下和旭化成等汽車、電池和材料領域具代表性24家日本企業(yè)和機構(gòu)。韓國三大電池企業(yè)2018年11月,韓國三大電池企業(yè)LG化學、三星SDI和SKI組成聯(lián)盟,共同開發(fā)包括固態(tài)電池的下一代電池核心技術。資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理3.2.3 固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:中國資料來源:衛(wèi)藍新能源在固態(tài)電池研究方面,國內(nèi)企業(yè)不及日本、德國、美國等起步早,但越來越多的企業(yè)已經(jīng)參與其中。參與主體包括中科院化 學所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機構(gòu),贛鋒鋰業(yè)、寧德時代等電池企業(yè);更有其他領域企業(yè)看好固體電 池跨界投資,如以汽車零部件
36、為主的萬向集團、新能源汽車比亞迪等。中國主要固態(tài)電池研究企業(yè)及研究所分布地圖中科院長春應化所 勁能科技沈陽金屬所 大連化物所中科院物理所 中科院化學所 北汽新能源 國聯(lián)動力衛(wèi)藍新能源青島能源所 蘇州清陶國軒高科電子科大 珈偉股份 天齊鋰業(yè)中科院上硅所 上海大學寧波新材料所 贛鋒鋰業(yè)寧德時代北大深圳院臺灣輝能比亞迪24M天津力神蜂巢動力國防科大3.2.3固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:中國中國固態(tài)電池行業(yè)企業(yè)布局情況公司布局現(xiàn)狀寧德時代2016年,寧德時代正式宣布在硫化物固態(tài)電池上的研發(fā)路徑。目前容量為325mAh的聚合物鋰金屬固態(tài)電池能量密度達300Wh/kg,可實現(xiàn)300周循環(huán)以容量保持率82全固態(tài)電
37、池還在開發(fā)中,預計2030年后實現(xiàn)商品化國軒高科2017年,公司著手研發(fā)固態(tài)電池及固態(tài)電解質(zhì);2018年2月,公司根據(jù)與國際一線整車品牌合作的產(chǎn)品要求,正在美國和日本分別開發(fā)下一代動力電池生產(chǎn)技術工藝與生產(chǎn)設備,相關產(chǎn)品將使用半固態(tài)電池技術;2018年3月,公司宣布半固態(tài)電池技術目前已處于實驗室向中試轉(zhuǎn)換階段;2019年,公司推出半固態(tài)電池的試生產(chǎn)線蜂巢動力2019年2月,公司宣稱開發(fā)出四元正極材料,并基于該材料發(fā)布了全球首款四元材料電芯,通過NCM體系(鎳鈷錳)的基礎上摻雜Mx,兼顧能量密度與安全,并在此 基礎上正在秘密研發(fā)全新固態(tài)鋰電池,能量密度將超過300WH/kg輝能科技2013年,公
38、司實現(xiàn)了固態(tài)鋰電池的商業(yè)化量產(chǎn),早期應用于消費電子領域,近年來應用于新能源汽車領域;2014年,公司與手機廠商HTC 合作生產(chǎn)了一款采用了固態(tài)電池電源,給手機充電的手機保護皮套;2017年,公司建成了40MWh 的中試線,并實現(xiàn)自動化的卷式生產(chǎn);2019年,公司發(fā)布Multi Axis BiPolar+(MAB)多軸雙極封裝技術的車用固態(tài)電池包。在相同的裝車容量下,電池包體積只比傳統(tǒng)電池包減小50,重量減少30, 在模組層面,重量成組效率高達87,電池包重量成組效率高達80 ;2019年,公司與蔚來合作,為其定制生產(chǎn)“MAB”固態(tài)電池包。與愛馳、天際新能源汽車主機廠簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,并在202
39、0年D輪融資后與一汽集團加強戰(zhàn)略合作勁能科技2018年1月,公司與加拿大魁北克水電集團簽署中加全固態(tài)鋰電池技術合作協(xié)議,引進“磷酸亞鐵全固態(tài)鋰電池”,比能量密度達250Wh/kg,循環(huán)壽命2000次。未 來將與加拿大合作推出350Wh/kg三元全固態(tài)鋰電池珈偉股份2018年7月,公司36Ah類固態(tài)軟包三元材料動力鋰離子蓄電池通過國家機動車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心強制性檢驗,能量密度達到了230WH/kg,循環(huán)次數(shù)達4000次資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院3.2.3固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:中國中國固態(tài)電池行業(yè)企業(yè)布局情況公司布局現(xiàn)狀萬向集團2017年9月,公司投資美國Solid Power公司;2018年2月,
40、公司參投的Solid Power確認與寶馬合作,雙方將共同研發(fā)新一代電動車固態(tài)電池技術;2018年2月,公司投資美國Ionic Materials 公司,該公司研發(fā)出的特殊聚合物電解質(zhì),可將新型固態(tài)電池性能提高到全新水平;2019年6月,公司與Ionic Materials共同正式對外宣布,全固態(tài)電池研發(fā)取得里程碑式進展,并稱“這種獨特的方法使得全固態(tài)電池有望在2022年推向市場”;2019年,公司在英國建立了固態(tài)電池研發(fā)中心,計劃2022-2024年實現(xiàn)電池量產(chǎn);2020年,公司和Karma汽車完成了合作簽約儀式,為Karma電動汽車提供動力電池(含固態(tài)電池)衛(wèi)藍新能源2016年,公司成立,
41、依托中國科學院物理研究所,專注于下一代固態(tài)鋰電池的研發(fā)與生產(chǎn);2020年,公司計劃建成年產(chǎn)0.1GWh固態(tài)電池生產(chǎn)線。目前,公司已經(jīng)研發(fā)并掌握了固態(tài)電池技術領域的多項關鍵性技術,包括金屬鋰表面處理、原位形成SEI膜技術、 固態(tài)電解質(zhì)、鋰離子快導體制備技術以及高電壓電池集成技術、陶瓷膜優(yōu)化技術和集流體解決方案清陶新能源2018年11月,公司建成的全國首條固態(tài)鋰電池產(chǎn)線正式投產(chǎn),產(chǎn)能規(guī)模為0.1GWh,總投資1 億元,已經(jīng)量產(chǎn)出第一批固態(tài)電池產(chǎn)品,目前可日產(chǎn)1萬顆電芯,產(chǎn)品主要 應用于特種電源、高端數(shù)碼等領域;2019年7月,公司年產(chǎn)10GWh固態(tài)鋰電池項目在江西省宜春市簽約。該項目分兩期建設,其
42、中項目一期將建設年產(chǎn)1GWh的固態(tài)鋰電池項目;項目二期產(chǎn)能為9GWh。 在固態(tài)鋰電池領域,公司申報的專利已近100項。公司開發(fā)的全固態(tài)電池,單體能量密度可達到430Wh/kg,量產(chǎn)階段可達到300Wh/g以上贛鋒鋰業(yè)2017年,公司引進中科院寧波材料所的許曉雄團隊,正式切入到固態(tài)電池板塊;2018年,公司固態(tài)電池的研發(fā)取得新突破,同年8月份正式啟動2億Wh固態(tài)鋰電池中試生產(chǎn)線建設項目;2018年6月,公司第一代固態(tài)鋰電池單體容量已達到10Ah,能量密度大于240Wh/kg,可實現(xiàn)1000次循環(huán)后容量保持率大于90,同時,電池單體具備5C倍率的充放電能力2019年11月,公司年產(chǎn)億瓦時級第一代固
43、態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線已建成試產(chǎn)天齊鋰業(yè)2017年,公司香港全資子公司使用自有資金1250萬美元投入了對固態(tài)電池企Solid Energy System 的C輪優(yōu)先股融資;2018年5月,公司開始布局固態(tài)電池,公司參股公司美國Solid Energy主要開發(fā)和生產(chǎn)具有超高能量密度、超薄鋰金屬電池,開發(fā)電解液和負極材料中天科技2015年,公司與中科院青島能源所簽約開發(fā)高性能全固態(tài)鋰電池;2016年,青島能源所全固態(tài)鋰電池通過深海測試,能量密度翻倍;2018年7月,公司宣布與中科院等機構(gòu)進行固態(tài)電池技術合作,根據(jù)雙方簽署協(xié)議,相關指標符合發(fā)展預期,目前尚處于實驗試制階段。力神電池2019年,公司宣
44、布將聚焦固態(tài)電池研發(fā)資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院3.2.3 固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:中國國內(nèi)車企聯(lián)合電池企業(yè),新興電動車制造商步伐較快,2025 年前電動汽車有望搭載固態(tài)電池。國內(nèi)傳統(tǒng)車企北汽集團與比 亞迪兩家布局固態(tài)電池;新造車公司對固態(tài)電池接受度更高,蔚來汽車、天際汽車分別與臺灣輝能科技達成合作,共同研發(fā) 動力電池;哪吒汽車也在此前宣布了與清陶能源的合作計劃。固態(tài)電池國內(nèi)車企布局現(xiàn)狀公司布局現(xiàn)狀比亞迪2016年,公司確定固態(tài)電池為未來發(fā)展方向的基調(diào),嘗試小規(guī)模使用,將在未來10年,最快5年內(nèi)推出固態(tài)電池;2017年,公司申請一種全固態(tài)鋰離子電池正極復合材料及一種全固態(tài)鋰離子電池的發(fā)明專利;201
45、8年1月,公司推進固態(tài)電池項目商用,并將固態(tài)電池作為下一步研發(fā)重點,積極推進相關產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)應用蔚來汽車2019年8月,公司與輝能科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將共同打造采用輝能MAB 固態(tài)電池包的樣車,并圍繞固態(tài)電池的生產(chǎn)應用展開進一步合作北汽集團2019年,公司投資清陶能源;公司計劃2025年前上市的新車搭載400Wh/kg的固態(tài)電池長城汽車公司計劃在2025年在量產(chǎn)車上應用能量密度達350-500Wh/kg的固態(tài)電池天際汽車2019年初,公司展出了國內(nèi)首臺固態(tài)電池電動汽車ME7;公司預計2021年批量生產(chǎn)固態(tài)電池并裝車上市,預計固態(tài)電池電芯能量密度可達300Wh/kg以上,PACK能量密
46、度達到220Wh/kg,達到初步商業(yè)化的技術狀態(tài)哪吒汽車2019年,公司與清陶科技達成全面深度合作,共同推進固態(tài)電池的研發(fā)與應用,加快在新能源汽車上的商業(yè)化落地。資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院固態(tài)電池重點企業(yè)現(xiàn)狀聚合物電解質(zhì)技術路線企業(yè)氧化物電解質(zhì)技術路線企業(yè)硫化物電解質(zhì)技術路線企業(yè)044.1聚合物電解質(zhì)技術路線代表企業(yè)資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院在聚合物電解質(zhì)技術上,全球主要以法國Bollor集團和美國Solid Energy為代表。法國Bollore作為聚合物固態(tài)電解質(zhì)領域領 軍企業(yè),早在2011年10月,公司就開始利用自主開發(fā)的電動汽車“Bluecar”和電動巴士“Bluebus”在法國巴黎及其郊
47、外提供 汽車共享服務“Autolib”,幾年來已累計投入了3000輛搭載30kWh的由BatScap制造的固態(tài)電池,是全球首個固態(tài)電池電動 車商業(yè)化的公司。聚合物電解質(zhì)技術路線代表企業(yè)4.1.1聚合物電解質(zhì)技術路線企業(yè):法國Bollor集團生產(chǎn)基地及產(chǎn)能Blue Solutions代表了300多名研究人員,工程師和技術人員, 他們分別在法國和加拿大的兩個生產(chǎn)基地生產(chǎn)這些高科技電池。2019年,生產(chǎn)線經(jīng)過全面優(yōu)化以生產(chǎn)新的7kWh型號,將電廠的年 生產(chǎn)能力從630MWh增加到潛在的1.5GWh。主要應用產(chǎn)品應用:1)用于電動汽車和重型車輛;2)用于集成到較大的 固定式存儲單元中。藍巴士(Blue
48、 bus):Bollor集團的100電動Blue bus有6米和12米兩種規(guī)格,并配有LMP(鋰金屬聚合物)電池?,F(xiàn)今Bollor 集團在全球范圍內(nèi)運營著400多個Blue bus。加拿大法國法國Bollor集團憑借在電容器薄膜領域的全球領導者地位,將蓄電作為發(fā)展的重中之重。開發(fā)了一種獨特的創(chuàng)新技術,其 形式為Lithuim金屬聚合物(LMP)電池,該電池由其子公司Blue Solutions生產(chǎn)。Blue Solutions在法國和加拿大建有兩家 工廠進行Blue storage金屬鋰聚合物(LMP)電池的生產(chǎn),公司的固態(tài)電池產(chǎn)品中不含鈷、鎳和溶劑,并且能被回收利用, 有望實現(xiàn)比離子電池更環(huán)
49、保、更具社會責任感的電池解決方案。Bollor集團高性能鋰金屬聚合物(LMP)電池發(fā)展現(xiàn)狀資料來源:公司官網(wǎng)4.1.2聚合物電解質(zhì)技術路線企業(yè):美國SolidEnergy應用領域SES鋰金屬生態(tài)系統(tǒng)可用于:高空偽衛(wèi)星(HAPS)進行的空間通信;無人機交付以及陸上(EV);空中(eVTOL)的載人電動運輸。 HAPS和無人機是驗證和改進技術并建立 穩(wěn)定收入來源的最初市場,最終目標是 為EV和eVTOL供電。大容量電池ApolloApolloHermesCell單個單元HermesDuo兩格裝Duo Energy & Duo Life:$4000HermesTrio三格裝Trio Energy &
50、 Trio Life:$6000Solid Energy是鋰金屬技術和產(chǎn)品的全球領先研究者,開發(fā)商和制造商。公司采用超薄鋰金屬負極和同時擁有固態(tài)和液態(tài)部 分的電解質(zhì),實現(xiàn)了電池能量密度提升一倍,重量減少一半。目前已經(jīng)小規(guī)模試制用于原型演示和專業(yè)航空航天市場。Solid Energy鋰電池產(chǎn)品品類及應用領域資料來源:公司官網(wǎng)4.1.2聚合物電解質(zhì)技術路線企業(yè):美國SolidEnergySES鋰金屬 生態(tài)系統(tǒng)世界領先企業(yè),擁有專有技 術,強大的IP產(chǎn)品組合以及 薄鋰箔,高純度鹽和高濃度 電解質(zhì)的大規(guī)模制造能力材料鋰金屬電池設計,工程和制 造領域的全球領導者。建造 的鋰金屬電池數(shù)量超過世界 其他地區(qū)
51、的總和電池鋰金屬電池組/模塊設 計,工程和制造領域的 全球領導者模塊將機器學習,全球最大的鋰金 屬電池/模塊/電池組數(shù)據(jù)池以 及對故障機制的基本物理了解 集成到BMS中,從而可以預測 安全事件,監(jiān)控電池壽命并改 善整體性能AI BMS通過循環(huán)鋰,轉(zhuǎn)變?yōu)殇嚮衔?,可用于?產(chǎn)新的鋰材料,例如鹽,陰極和鑄錠回收公司不僅僅實現(xiàn)了鋰金屬電池技術的復興,并且在商業(yè)模式上,選擇建立了開放型生態(tài)系統(tǒng),與知名公司開展戰(zhàn)略合作,來 加速鋰金屬電池技術這項突破性技術在電池行業(yè)的商業(yè)化。Solid Energy鋰金屬生態(tài)系統(tǒng)資料來源:公司官網(wǎng)4.2氧化物電解質(zhì)技術路線代表企業(yè)資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院在氧化物電解質(zhì)技
52、術上,我國臺灣輝能科技作為布局在氧化物電解質(zhì)技術上的領軍企業(yè)。公司自2006年起花費十年開發(fā)三 項技術:Ceramion 、Microcell 與Logithium,并率先在2012年發(fā)布第一代固態(tài)氧化物的基礎電解質(zhì)技術平臺,創(chuàng)造 出柔性具基本導電性的電解質(zhì)。氧化物電解質(zhì)技術路線代表企業(yè)4.2.1氧化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):中國臺灣輝能科技海陸空載具純電動巴車/巴士 軌道車輛用動力/應急儲能系統(tǒng)消費性應用穿戴應用:智能安全帽&加熱鞋墊 智慧卡片&物聯(lián)網(wǎng)追蹤器電子書 充電配件防爆/專業(yè)應用IIoT環(huán)境傳感器 防爆平板/電腦 職業(yè)穿戴應用儲能系統(tǒng)儲能系統(tǒng)電動摩托車/自行車輝能科技(PLG)成立于20
53、06年,截至2020年1月,公司擁有323件專利。公司核心產(chǎn)品及技術為LCB固態(tài)鋰陶瓷電池,產(chǎn)品不論在外觀、或在技術上都打破以往鋰電池技術,大膽采用軟性電路板和固態(tài)電解質(zhì),實現(xiàn)了鋰電池超薄化( 0.38mm )、 撓曲化、及安全化的可能,不再有漏液、起火或爆炸的危險,也增加了各領域新產(chǎn)品應用的設計彈性。輝能科技電池產(chǎn)品應用領域2-3輪應用資料來源:公司官網(wǎng)4.2.1氧化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):中國臺灣輝能科技輝能科技的固態(tài)鋰陶瓷電池 是全球首創(chuàng)“固態(tài)陶瓷電解質(zhì)”的鋰電池。其有別于一般傳統(tǒng)高分子鋰電池的液態(tài)電解液、和正 負極中的PE/ PP 聚合物隔離層技術,輝能直接改用抗壓的固態(tài)陶瓷電解質(zhì)取代隔
54、離層和電解液。產(chǎn)品沒有漏液的問題,沒有 可燃物質(zhì),正負極也因為固態(tài)電解質(zhì)是不可被壓縮的,所以不會接觸而短路。因此,固態(tài)鋰陶瓷電池LCB極度安全,即使遭 受到外力撞擊、死折、刺穿、或5小時250C的烘烤,LCB都不會起火或爆炸。輝能科技鋰陶瓷電池較聚合物鋰電池的優(yōu)勢資料來源:公司官網(wǎng)4.2.2氧化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):中國贛鋒鋰業(yè)集團贛鋒鋰業(yè)作為全球最大的金屬鋰生產(chǎn)商,2017年引入中科院團隊開始布局固態(tài)電池。目前,贛鋒鋰業(yè)集團在固態(tài)電池氧化 物電解質(zhì)技術上實現(xiàn)了LISCON 氧化物粉體和Garnet 氧化物粉體研制,具備年產(chǎn)100噸的量產(chǎn)能力,并實現(xiàn)了電解質(zhì)膜的量 產(chǎn)。贛鋒鋰業(yè)集團鋰電池業(yè)務情
55、況公司業(yè)務板塊公司建立的全球最完整的鋰 產(chǎn)業(yè)價值鏈涵蓋了鋰行業(yè)上 下游的各重要板塊,包括: 1)上游鋰資源提?。讳嚮衔锏纳罴庸?;金屬鋰生產(chǎn);鋰電池生產(chǎn);鋰資源循環(huán)利用鋰電池生產(chǎn)主要原材料:公司大部分使用自鋰化合物業(yè)務板塊的客戶處采購的負極材料、正極材料及電解液生產(chǎn)鋰離子電池;應用領域:主要用于電動汽車、各種儲能設備及各種消費型電子設備,包括手機、平板、筆記本電腦、TWS耳機、無人機等鋰電池占總營收11.52019年集團 鋰電池營收7890萬元截至2019年年底,公司固態(tài)鋰電池現(xiàn)狀:第一代固態(tài)鋰電池銷售額超過人民幣300 百萬元;第二代固態(tài)鋰電池技術指標達到:能量密 度不低于300Wh/kg;
56、綜合性能指標達到國 際領先水準;初步完成第三代固態(tài)鋰電池的可行性預研 工作資料來源:公司官網(wǎng)4.2.2氧化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):中國贛鋒鋰業(yè)集團鋒鋰目前已涵蓋從混合固液電解質(zhì)動力鋰電池到全固態(tài)鋰電池的研究開發(fā),中試及規(guī)模制造能力。公司鋰電池生產(chǎn)基地主要 集中在江西新余地區(qū),其中位于江西新余地區(qū)的浙江峰鋰第一代固態(tài)鋰電池正在籌建當中。東莞贛鋒擁有3000萬只年全自 動聚合物鋰電池生產(chǎn)線,贛鋒電池6億瓦時高容量鋰離子動力電池項目也順利生產(chǎn),公司鋰電池產(chǎn)量大幅提升。贛鋒鋰業(yè)集團鋰電池生產(chǎn)基地東莞贛峰廣東東莞全自動聚合物鋰電池 產(chǎn)能:3000萬只/年贛峰電池江西新余鋰離子動力電池 儲能電池消費型電池贛
57、峰電池江西新余智能穿戴產(chǎn)品聚合物 鋰電池TWS無線藍牙耳機電池浙江峰鋰江西新余第一代固態(tài)鋰電池江蘇贛峰江蘇蘇州動力與儲能電池組 電池管理系統(tǒng)資料來源:公司官網(wǎng)4.3硫化物電解質(zhì)技術路線代表企業(yè)在硫化物電解質(zhì)技術上,全球主要以日本豐田集團為代表。2010年,豐田就推出了硫化物固態(tài)電池,公司集中在對硫化物體 系固態(tài)電解質(zhì)進行研究,以提高電池的能量密度、電導率、循環(huán)壽命、安全性能等性能。目前,我國電池巨頭寧德時代也以 硫化物電解質(zhì)為主要研發(fā)方向。硫化物電解質(zhì)技術路線代表企業(yè)資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院4.3.1硫化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):日本豐田從2004年開始,豐田就已經(jīng)進行了全固態(tài)電池的研發(fā),并 積累
58、了第一手固態(tài)電池技術20042008.02豐田與伊利卡達成合作,共同研發(fā)固態(tài)電池材料2017.10豐田宣布加速研發(fā)固態(tài)電池技術2018.06日本新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構(gòu)啟動了開發(fā)全固態(tài)電池 的項目,由豐田與松下等汽車、電池和材料企業(yè),以及京 都大學、日本理化學研究所等學術機構(gòu),共同合作研究2019.05豐田宣布在2020年前與松下設立車載電池新公司, 致力于開發(fā)、量產(chǎn)固態(tài)電池2019.01豐田展出其正處于試制階段的全固態(tài)電池樣品2020年日本豐田計劃推出搭載硫化物 固態(tài)電池的新能源汽車豐田進入固態(tài)電池領域極早。從2004年開始,豐田就已經(jīng)進行了全固態(tài)電池的研發(fā),并積累了第一手固態(tài)電池技術。2
59、019 年5月,豐田展出其正處于試制階段的全固態(tài)電池樣品。2020 年日本豐田計劃推出搭載硫化物固態(tài)電池的新能源汽車,并 于 2022年實現(xiàn)量產(chǎn)。日本豐田固態(tài)電池發(fā)展路徑資料來源:公司官網(wǎng)4.3.2硫化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):寧德時代寧德時代成立于2011年,總部位于福建寧德。公司核心技術為動力和儲能電池領域,材料、電芯、電池系統(tǒng)、電池回收二 次利用等全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)及制造能力,主營業(yè)務為新能源汽車動力電池系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,致力于為全球 新能源應用提供一流解決方案。寧德時代發(fā)展歷程2011成立公司2016重點研發(fā)計劃成立合資公司20192017布局全球2018成立寧德時代新能 源科技
60、有限公司布局電池回收及再生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈完成對廣東邦普循環(huán)科技有 限公司的收購,布局電池回 收和再生產(chǎn)業(yè)鏈承擔“十三五”國家重點研 發(fā)計劃中新能源汽車及智能 電網(wǎng)兩個專項的研發(fā)工作相繼在法國、美國、加拿 大、日本成立子公司; 與上汽成立合資公司上市在深交所掛牌上市成立德國 時代新能源科技(圖林根) 有限公司,啟動建設首個海 外生產(chǎn)基地與東風、廣汽成 立合資公司牽頭設立電化學儲能技術 國家工程研究中心與吉利、 一汽成立合資公司成立四 川時代新能源科技有限公 司,打造宜賓新能源產(chǎn)業(yè) 基地;連續(xù)三年電池使用 量全球領先2015資料來源:公司官網(wǎng)4.3.2硫化物電解質(zhì)技術路線企業(yè):寧德時代寧德時代專注于新能
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