1、固態鋰電池成未來趨勢

       固態電池能量密度和熱穩定性能顯著優于液體鋰離子電池，具有遠期商業化前景。固態鋰電池主要由正極、負極、固態電解質構成，相對于液態鋰電池，固態電池的優勢：（1）使用固態電解質替代液體電解質和隔膜，固態電解質燃點非常高，提高電池熱穩定性能；（2）固態電池的電壓平臺是5V，高于液態電池的4.3V，能夠匹配高壓電極材料，電池能量密度和比容量優于液態電池；（3）固態電解質不具有流動性，因此不存在漏液現象，簡化電池成組設計，降低電池的重量和體積，能量密度有望突破300Wh/kg。

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       近年來，下游應用領域的不斷革新對鋰電池行業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。從鋰電池技術發展的路徑來看，液態鋰電池能夠實現的能量密度已經逐漸接近了它的極限，固態鋰電池將是鋰電發展的必經之路。

       鋰電池技術發展路徑

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       2、生產工藝

       界面問題、加工工藝難度大和生產成本高制約著硫化物固態電池的產業化發展，預計5-10年內全固態電池無法實現商業化。1）固態電池存在固-固界面接觸難題，內阻較大，循環性能、倍率性能差。2）加工工藝難度大：硫化物固態電解質對生產環境要求苛刻，需要隔絕水和氧氣，同時涉及薄膜沉積等與現有液態鋰電池完全不同的生產工藝，大規模量產技術尚未解決。3）生產成本高：根據國際新能源網數據顯示，固態電池生產制造成本占比超50%，而液態鋰離子電池生產成本僅為20%-30%。

固態電池生產工藝流程

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       二、固態電池發展背景

       1、新能源汽車行業快速發展

       固態電池主要應用于新能源汽車等，受國家政策推動影響，新能源汽車行業快速發展。根據中國汽車工業協會數據顯示，我國新能源汽車在2011-2018年之間高速發展，銷售呈現爆發式增長，7年間銷量增長超150倍，2019受補貼大幅度滑坡等影響，銷量有所下降，2020年疫情逆勢上升，達到了136.73萬輛的新高，同比2019年增長13.4%。隨著下游新能源汽車需求規模快速增長，固態電池行業發展前景廣闊。

資料來源;中國汽車工業協會，華經產業研究院整理

       2、儲能行業需求上升

       全固態電池被公認有望突破電化學儲能技術瓶頸，滿足未來發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%。根據CNESA數據顯示，2020年電化學儲能累計裝機規模為3269.2MV,同比2019年增長91%,而結合國家對能源發展的指導方針，電化學儲能在用戶側、可再生能源并網配套等領域的需求有望迎來快速增長，固態電池發展前景明朗。

資料來源：CNESA，華經產業研究院整理

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       三、固態電池行業現狀

       1、產業鏈狀況

       固態電池產業鏈與液態鋰電池大致相似，兩者主要的區別在于中上游的負極材料和電解質不同，在正極方面幾乎一致，若完全發展至全固態電池，隔膜也完全被替換。下游應用領域主要為消費電子、新能源汽車、儲能等新興領域。

固態電池產業鏈圖譜

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        2、成本架構

       固態電池整體成本主要由電池材料成本及電池生產成本構成，其中材料成本占據了大部分的份額。材料成本包括正極、負極材料、隔膜（如需）、電解質、集電器、殼體等組成，而生產成本則包括工廠設計/廠房、能源及人員/生產工序三大板塊。

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       3、技術路線

       在19年發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）征求意見稿》中提出了加強固態電池研發與產業化進程的目標。全固態鋰離子電池根據電解質材料可以分為三類：聚合物固態電池、硫化物固態電池、氧化物固態電池。聚合物固態電池安全性能好，硫化物固態電池易于加工，而氧化物固態電池導電率最高。目前，固態電池還存在部分技術瓶頸亟需突破，例如單位面積離子電導率較低、難以開發大容量動力電池或儲能電池等。

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相關報告：華經產業研究院發布的《2021-2026年中國固態電池行業市場供需格局及投資規劃建議報告》

        四、企業布局

        各大車企和動力電池企業紛紛布局固態電池。各大車企也積極參與固態電池的研發布局中，努力爭取掌握在固態電池領域的主動權。蔚來于21年初發布了一塊單體能量密度達到360Wh/kg的150kWh的固態電池包，并定于2022年第四季度對外交付。豐田與松下合作成立合資公司共同研發生產固態電池，并計劃于2025年之后正式量產首款固態電池汽車。大眾與固態電池汽車Quantum Scape合作，預計于2025年銷售固態電池。現代也預計于2030年大規模生產固態電池汽車。

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       五、固態電池前景分析

       1、預測規模

       目前，全球企業開始加大固態鋰電池方面的研究布局，加上各國政策的推動下，固態鋰電池產業化進程有望加快。預計2021-2025年全球固態電池出貨量將逐步出現并有所提升，隨著市場的逐步成熟和技術的穩定，預計2025-2030年市場出貨量將以59.4%的年復合增長快速發展，到2030年出貨量將超過250GKh。

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       2、發展趨勢