資料來源：行行查研究中心資料來源：行行查研究中心資料來源：iFinD，公開資料整理，行行查研究中心www.hanghangcha.聚合物聚合物固態(tài)電池電解質(zhì)材料氧化物固態(tài)電池電解質(zhì)材料氧化物硫化物硫化物正負(fù)極材料固態(tài)鋰離子電池正負(fù)極材料固態(tài)鋰離子電池固態(tài)鋰金屬電池固態(tài)鋰金屬電池輕——能量密度高輕——能量密度高使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，固態(tài)鋰金屬電池的負(fù)極使用金屬鋰，明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個電池的能量密度有明顯提高。薄——體積小薄——體積小傳統(tǒng)鋰離子電池中，需要使用的隔膜和電解液占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而若用固態(tài)電解質(zhì)取代，正負(fù)極之間的距離可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米。柔性化柔性化全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會有明顯的提高，通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。更安全更安全傳統(tǒng)鋰電池在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞；電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇。采用全固態(tài)電池技術(shù)，以上兩點(diǎn)問題就可以直接得到解決。資料來源：《硫化物全固態(tài)電池的研究及應(yīng)用》，中國電動汽車百人會，行行查研究中心www.hanghangcha.??能量密度提升（內(nèi)部串聯(lián)）：電芯內(nèi)部串聯(lián)能有效提升固態(tài)電池電壓，提高體積能量密度。傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)鋰電池承載電壓超過其安全閾值后，易出現(xiàn)電解液分解甚至熱失控風(fēng)險，因此只能外部串聯(lián)。固態(tài)鋰陶瓷電池能在電池內(nèi)部形成串聯(lián)，使單顆電芯的額定電壓可顯著提升，多電芯內(nèi)部串聯(lián)后總電壓可疊加至60V，在單體電池電壓上遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)動力電池，且不需要焊接集流體。?安全性優(yōu)勢顯著：固態(tài)電池具有較高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，能夠有效抑制鋰電池中發(fā)生熱失控或燃燒的風(fēng)險，電池在被刺破時仍可安全運(yùn)行，不會泄漏或爆炸。?固態(tài)電池低溫性能出色：固態(tài)電解質(zhì)在寬溫度范圍內(nèi)保持固態(tài)，不完全喪失離子傳導(dǎo)功能。固態(tài)電解質(zhì)在低溫下電導(dǎo)率也會降低，但受溫度影響幅度較小，即使在-30°C環(huán)境下，放電容量保持率也能達(dá)到90%以上，低溫續(xù)航更好。非晶態(tài)SE是實(shí)現(xiàn)致密固態(tài)電解質(zhì)隔膜的希望材料，使用這種SE的固態(tài)電池在-10°C下仍然可以展示出長循環(huán)壽命。8μm65μm20μm65μm12μm8μm20μm20μm8μm20μm20μm65μm65μm12μm12μm資料來源：FromSolid-SolutionElectrodesandtheRocking-ChairConcepttoToday,sBatteries，行行查研究中心www.hanghangcha.20世紀(jì)70年代20世紀(jì)90年代20世紀(jì)80年代21世紀(jì)初至今20世紀(jì)70年代20世紀(jì)90年代20世紀(jì)80年代??美國固體物理學(xué)家約翰·班尼斯特·古迪納夫發(fā)現(xiàn)鈷?阿魯穆加姆·曼西拉姆和美國固體物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)采?材料化學(xué)家邁克爾·M·塞克雷和古迪納夫發(fā)現(xiàn)錳尖?英國科學(xué)家斯坦利·惠廷厄姆提出并開始研究鋰離子?英國科學(xué)家斯坦利·惠廷厄姆提出并開始研究鋰離子金屬鋰作負(fù)極，制成首個鋰電池;?法國科學(xué)家米歇爾·阿曼德?Sony公司發(fā)明商業(yè)化液態(tài)鋰離利·塔拉斯孔和法國教授多米尼?多米尼克·居約馬和讓-馬利·塔拉斯孔提出了一種基于LiPF6的E資料來源：行行查研究中心www.hanghangcha.鋰礦錳礦鈷礦鎳礦正極材料負(fù)極材料涂布機(jī)攪拌機(jī)注液機(jī)疊片機(jī)——原材料及設(shè)備新能源車消費(fèi)電子儲能飛行器鋰礦錳礦鈷礦鎳礦正極材料負(fù)極材料涂布機(jī)攪拌機(jī)注液機(jī)疊片機(jī)——原材料及設(shè)備新能源車消費(fèi)電子儲能飛行器電動工具其他電池管理系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)輔助材料氧化物固態(tài)電池氧化物固態(tài)電池硫化物固態(tài)電池硫化物固態(tài)電池聚合物固態(tài)電池聚合物固態(tài)電池資料來源：GGII，《固態(tài)電池研究及產(chǎn)業(yè)化》張銳，中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會，云奇新材料，行行查研究中心www.hanghangcha.228差中中差中好好差中中好中差差好差2.4好差中好好中好差差差差資料來源：新能源創(chuàng)新材料，中國電動汽車百人會，行行查研究中心www.hanghangcha.由高分子量的聚合物和鋰鹽（如在電場作用下，PEO鏈段中的氧原子和鋰離子可以連續(xù)的進(jìn)行配位和解離過程，實(shí)現(xiàn)鋰離子的遷移，同時PEO對鋰鹽有較高溫運(yùn)行；同時，PEO耐受電壓平臺僅為3.8V較低，只能適配鐵鋰正極材料，除可用在薄膜電池中的鋰磷氧氮商用化主要聚焦在晶態(tài)電解質(zhì)材料電化學(xué)窗口寬、化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械強(qiáng)度存在燒結(jié)溫度較高和機(jī)械加工容易脆璃陶瓷電解質(zhì)。晶態(tài)固體電解質(zhì)的電解質(zhì)合成需在惰性氣氛環(huán)境下進(jìn)行，造成研發(fā)、制造、運(yùn)輸及儲存成本高解質(zhì)在高電壓下更易氧化分解，電化物，前兩類的離子電導(dǎo)率可達(dá)到極大提高電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率。同時，鹵化物一般具有較高的氧化還原電位，與高壓正極材料具有更好的兼容性，實(shí)現(xiàn)在鹵化物電解質(zhì)在不同溫度下易發(fā)生相轉(zhuǎn)變從而影響電導(dǎo)率，并且在空氣中過渡金屬與鋰金屬反應(yīng)導(dǎo)致鋰負(fù)極兼無機(jī)固態(tài)-氧化物優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械和熱穩(wěn)定性好;缺點(diǎn)：離子電導(dǎo)率低、界面問題嚴(yán)重。無機(jī)固態(tài)-硫化物優(yōu)點(diǎn)：離子電導(dǎo)率高，高柔韌性;缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差、成本高，電化學(xué)窗口窄。無機(jī)固態(tài)-鹵化物優(yōu)點(diǎn)：高柔韌性，容易加工，氧化電位較高;缺點(diǎn)：還原電位不夠低、材料成本高。聚合物電解質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：高柔韌性，容易加工，良好的界面接觸；缺點(diǎn)：離子電導(dǎo)率低（需要高溫）、電化學(xué)窗口窄、高壓下會被氧化。資料來源：《全固態(tài)鋰電池有機(jī)》，《Perovskite-typeLi-ionsolidelectrolytes:areview》，《基于硫化物固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)鋰硫電池研究進(jìn)展》，行行查研究中心www.hanghangcha.界面兼容性界面兼容性——.———Polycarbonate——PEO室溫離子導(dǎo)電率高；對空氣和水穩(wěn)定，有望實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差；與室溫離子電導(dǎo)率高；與金屬鋰接2反應(yīng)導(dǎo)致界面擁有最高的晶體電導(dǎo)率，對鋰金非晶態(tài)電化學(xué)窗口寬、離子電導(dǎo)率較低，僅限于低容量需求硫化物電解質(zhì)硫化物電解質(zhì)資料來源：《全固態(tài)鋰電池有機(jī)》，行行查研究資料來源：《鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)的特性及研究進(jìn)展》，《固態(tài)電池復(fù)合電解質(zhì)研究綜述》，《石榴石型氧化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)研究進(jìn)展》，行行查研究中心聚環(huán)氧乙烷（PEO）?PEO分子鏈的醚氧鍵能與鋰離子形成穩(wěn)定配位，為離子傳輸提供有效通道。與LiTFSI、LiClO4等鋰鹽復(fù)合后，可獲得兼具離子傳導(dǎo)性和機(jī)械穩(wěn)定性的電解質(zhì)。但高結(jié)晶度帶來的低室溫離子電導(dǎo)率是主要難題，研究者為此開發(fā)多種改性策略，包括嵌段共聚等分子工程調(diào)控結(jié)構(gòu)，以及引入SiO?、Al?O?等納米填料構(gòu)建復(fù)合體系。?PCE基電解質(zhì)憑借碳酸酯基團(tuán)，擁有>4.5V的寬電化學(xué)窗口和較好界面穩(wěn)定性。中山大學(xué)孟躍中、肖敏團(tuán)隊開發(fā)的SPFEK-PPCAGE/LiTFSI復(fù)合電解質(zhì)性能優(yōu)良，兼具優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度、-20~100°C寬溫域適應(yīng)性與良好鋰金屬兼容性，這讓它在高壓正極材料應(yīng)用和高溫安全性上展聚合物鋰單離子導(dǎo)體?聚合物鋰單離子導(dǎo)體體系是聚合物電解質(zhì)的新發(fā)展方向，這類材料將陰離子固定在聚合物骨架上，實(shí)現(xiàn)近1的鋰離子遷移數(shù)，從根本解決傳統(tǒng)雙離子導(dǎo)體的濃差極化問題。?西安交大化學(xué)院團(tuán)隊創(chuàng)新構(gòu)建雙鹽體系電解質(zhì)，結(jié)合單離子導(dǎo)體聚合物和傳統(tǒng)鋰鹽的優(yōu)勢，前者提供固定陰離子骨架使鋰離子遷移數(shù)達(dá)0.75，后者保障自由鋰離子濃度，該協(xié)同效應(yīng)緩解了濃差極化，組裝的電池循環(huán)穩(wěn)定性超2,000次。-電解液界面的電阻；聚合物通常比無機(jī)陶瓷電解質(zhì)更容易加工且更具成本效益，這資料來源：《固態(tài)電池復(fù)合電解質(zhì)研究綜述》，《固態(tài)電池復(fù)合電解質(zhì)研究綜述》，行行查研究中心www.hanghangcha.資料來源：《超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜的研究與開發(fā)進(jìn)展》，行行查研究中心www.hanghangcha.電解質(zhì)材料創(chuàng)新替代）或界面鈍化技術(shù)，使其在4.5V高電壓下的分解率降低至電解質(zhì)材料創(chuàng)新鋰枝晶抑制架結(jié)構(gòu)負(fù)極或復(fù)合電解質(zhì)涂層，將枝晶生長臨界電流密度提升至鋰枝晶抑制界面阻抗優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的固-因界面接觸不良會導(dǎo)致離子傳輸界面阻抗優(yōu)化資料來源：《鹵化物固態(tài)電解質(zhì)研究進(jìn)展》，《鹵化物電解質(zhì)及其界面研究的新進(jìn)展》，行行查研究中心www.hanghangcha.（P3m1C2/mC2/mR3）Li2CoCl4（CmmmC2/cPnmaP2/cPmn2）子摻雜現(xiàn)有電解質(zhì)；借助高熵鹵化物電解質(zhì)靈活的元素選擇，解決對單一關(guān)鍵元鹵化物電解質(zhì)遇潮易潮解，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會腐蝕集流體；提升其空氣大幅降低應(yīng)用成本，但目前僅部分鹵化物電解質(zhì)能在低露點(diǎn)環(huán)境下保持結(jié)鹵化物電解質(zhì)的力學(xué)特性（如黏彈性、韌性）仍有待提固態(tài)電池界面失效由多因素耦合導(dǎo)致，當(dāng)前鹵化物電解質(zhì)存在兩是高離子電導(dǎo)率的氯化物電解質(zhì)難滿足高壓體系需求；二是需關(guān)注電解質(zhì)/活資料來源：《全固態(tài)鋰電池技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望》，高工鋰電，行行查研究中心www.hanghangcha.循環(huán)壽命：3,000-45,000傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池全固態(tài)鋰電池傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池全固態(tài)鋰電池?當(dāng)前制備成本高且生產(chǎn)效率低，仍主要處于?安全性低，溫度過高有揮發(fā)和資料來源：《全固態(tài)鋰電池技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望》，F(xiàn)orceInstitute，公開資料整理，行行查研究中心www.hanghangcha.硫化物/鎳錳酸鋰/富鋰根據(jù)電解質(zhì)液含量的不同根據(jù)電解質(zhì)液含量的不同無氣脹突出優(yōu)勢突出優(yōu)勢資料來源：SAE，《自然-可持續(xù)發(fā)展》期刊，行行查研究中心www.hanghangcha.《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖3.0》固態(tài)電池規(guī)劃目標(biāo)≥700wh/kg260-350Wh/kg260-350Wh/kg240-280Wh/kg240-280Wh/kg240-260Wh/kg220-260Wh/kg240-260Wh/kg220-260Wh/kg220-230Wh/kg220-230Wh/kg階段一：鋰負(fù)極剝離孔隙擴(kuò)張階段二：反復(fù)剝離新孔隙形成階段三：階段一：鋰負(fù)極剝離孔隙擴(kuò)張階段二：反復(fù)剝離新孔隙形成階段三：固體電解質(zhì)發(fā)生破裂階段四：缺陷誘發(fā)鋰枝晶形成階段一：鋰負(fù)極剝離碘離子填充空隙階段二：碘離子持續(xù)填充界面空隙階段三：維持自適應(yīng)動態(tài)共形接觸階段四：界面均勻鋰沉積抑制鋰枝晶資料來源：中國粉體網(wǎng)，《全固態(tài)鋰離子和鋰金屬電池》，行行查研究中心www.hanghangcha. 老化/老化/質(zhì)量檢測固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合負(fù)極 布布合 切割一疊片合鋰正極 擠出一壓延層壓切割--資料來源：搜狐網(wǎng)，高端碳材料，恩捷股份，行行查研究中心www.hanghangcha.疊片工藝流程疊片工藝流程型前段工藝流程卷繞工藝流程卷繞工藝流程配熨燙/注液段工藝流程后段工藝流程熨燙/注液段工藝流程后段工藝流程資料來源：《干法電極技術(shù)在超級電容器和鋰離子電池中的研究進(jìn)展》，行行查研究中心www.hanghangcha.對環(huán)境的影響放量大無溶劑、能耗更低，每生產(chǎn)10kWh的二氧化碳排放量減少1000kg生產(chǎn)效率7個步驟，干燥、溶劑回收耗5個步驟，無需干燥時間，生產(chǎn)時間可縮短至1h以內(nèi)能量消耗約47%總能耗用于干燥和溶劑回收，每生產(chǎn)10kWh，干燥和溶劑回收耗電420Wh無干燥和溶劑回收過程，能源成本兼容性不適用于厚電極和固態(tài)電極在制備厚電極方面具有顯著優(yōu)勢，可用于預(yù)鋰化，可制備全固態(tài)電池的電極電極性能厚電極中的黏結(jié)劑表現(xiàn)出梯度變化，顆粒黏附性較差，孔隙率更高特定黏結(jié)劑分布，倍率性能提高，孔隙率降低，顆粒黏附性更好，電極機(jī)械強(qiáng)度顯著提高離子傳導(dǎo)迂曲度溶劑蒸氣離子傳導(dǎo)迂曲度黏結(jié)劑梯度分布黏結(jié)劑梯度分布4—迂曲度T濕法電極離子傳導(dǎo)迂曲度高濕法電極離子傳導(dǎo)迂曲度高機(jī)械強(qiáng)度差（黏結(jié)劑含量5%）離子傳導(dǎo)迂曲度低優(yōu)異粘附力（黏結(jié)劑含量<1%）資料來源：高能數(shù)造，行行查研究中心www.hanghangcha.片片頂/測頂/測片資料來源：L.A.Román-Ramiez，《面對應(yīng)用的固態(tài)電池研究》李泓，贏合科技，行行查研究中心www.hanghangcha.固態(tài)電池中游：電芯生產(chǎn)制作組裝與后處理，產(chǎn)能持續(xù)提升裝料溶劑混合涂覆與干燥壓延2170060-120m/min卷繞25ppm300ppm鋁殼541489160-120m/min卷繞6ppm12ppm軟包5501010960-120m/min疊片6ppm15ppm前道后道前道后道激光模切/極耳成型/模切機(jī)激光模切分切輥壓涂布模切激光模切/極耳成型/模切機(jī)激光模切分切輥壓涂布模切合漿系統(tǒng)合漿系統(tǒng)真空攪拌機(jī)涂布機(jī)輥壓機(jī)分條機(jī)疊片制片卷繞卷繞注液封口入殼注液封裝疊片制片卷繞卷繞注液封口入殼注液封裝入殼入殼注液注液清洗清洗化成分容化成分容檢測出庫檢測出庫資料來源：高端碳材料，《固態(tài)電池2035+：面向更好的電池》，行行查研究中心www.hanghangcha. ?????×××??××Si/c?????×資料來源：QuantumScape，贛鋒鋰業(yè)官網(wǎng)，天奈科技官網(wǎng)，行行查研究中心www.hanghangcha.低高軟包形態(tài)能量密度高能夠更好的發(fā)揮固態(tài)電池材料的優(yōu)勢。固態(tài)電池安全性高、不易脹氣，能夠較好解決軟包電池的潛在安全隱患。固態(tài)電池材料整體相對缺乏彈性，采用軟包封裝形態(tài)能夠在入殼時更好地保護(hù)其結(jié)構(gòu)。資料來源：QuantumScape，行資料來源：艾邦鋰電網(wǎng)，安瑞哲，楊旭等《高性能纖維增強(qiáng)氣凝膠復(fù)合材料在動力電池?zé)岱雷o(hù)領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)展》，行行查研究中心www.hanghangcha.標(biāo)準(zhǔn)化模組標(biāo)準(zhǔn)化模組防火涂層高溫發(fā)泡原理，一般采用丙烯酸防火涂層高溫發(fā)泡原理，一般采用丙烯酸樹脂材料防火罩防火罩一般采用芳綸、云母材料、硅酸鋁隔熱材料等數(shù)據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)監(jiān)控氣凝膠隔熱氣凝膠隔熱預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警系統(tǒng)主要是監(jiān)控功能，包括電壓、電流、溫度監(jiān)控，安裝壓力傳感器、煙霧傳感器、氣體成分傳感器等隔熱墊隔絕電芯間的熱傳遞（產(chǎn)品的材料一般采用泡棉、氣凝膠、云母材料等）熱管理系統(tǒng)通過冷卻水管實(shí)現(xiàn)溫度均衡、冷卻隔熱墊隔絕電芯間的熱傳遞（產(chǎn)品的材料一般采用泡棉、氣凝膠、云母材料等）熱管理系統(tǒng)通過冷卻水管實(shí)現(xiàn)溫度均衡、冷卻