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固态锂电池行业及竞争格局分折之一

1、锂电池发展现状:2021年全年国内锂电池总体出货量达到 334.2GWh,同比增长110.85%;2022 年全年国内锂电池总体出货量达到660.8GWh,同比增长97.73%。根据GGII预计,2021-2025年中国锂电池市场年复合增长率将达到53.3%,2025年中国锂电池出货量将达到1805GWh

 
 
2、全球固态电池行业发展现状:全球范围内多家制造企业、初创公司和高校科研院所致力于固态电池技术研发,固态电池尚未实现大规模商业化。全球预计2023年准固态锂电池会实现产业化,2025-2030年全固态锂电池将最终实现产业化。其中,欧美企业偏好氧化物与聚合物体系,而日韩企业则更多致力于硫化物体系的研发。
1)欧美车企布局情况:欧美地区固态电池领域的知名企业如SolidPower、SolidEnergySystems、Sakti3、LonicMaterials、QuantumScape等,多为知名高校衍生的初创企业。目前,欧美地区的车企对固态电池初创企业关注度较高,车企通过收购、投资相关企业以获得固态电池相关技术储备。同时苹果、戴森等科技公司也开始布局固态电池技术。

2.日韩企业布局情况:日韩地区,日本车企在固态电池上的研发起点相对较早,最早入局的丰田在2008年就与固态电池初创企业伊利卡开展合作,2019年初宣布与松下合作。此外日韩多家大型科技工业企业如三菱、日产、松下等,已纷纷布局固态电池行业,争取尽快实现量产。

 
3、我国固态电池行业发展现状:在固态电池研究方面,国内企业相对日本、德国、美国等起步较晚,但随着动力电池技术瓶颈的到来,固态电池行业受到越来越多企业的关注与参与,如:中科院化学所、中科院青岛能源所、中科院宁波材料所等研究机构,赣锋锂业、宁德时代、欣旺达、比亚迪等电池企业;更有其他领域企业看好固体电池跨界投资,如小米、华为、万向集团等。
我国发展固态电池的优势主要如下:
1)电池体系完备,产业基础优势明显:我国电池制造体系日趋完善,为固态锂电池产业化奠定了一定基础。近年来,在行业政策的引导下,国内电池企业及其上游材料生产企业快速发展,已形成完备的电池制造体系。同时,国内企业积极引进和研发先进制备技术和工艺,部分电池关键材料如钴酸锂、磷酸铁锂正极活性物质、新型导电剂等已处于国际领先地位或达到国际先进水平。部分传统电池材料可被固态锂电池直接采用,完备的电池制造体系为固态锂电池快速产业化奠定了坚实的基础。
2)市场场景良好,产业进程快速推进:固态锂电池安全性能和能量密度优势显著,有望替代传统电池成为下一代动力电池,市场前景良好。一是新能源汽车的理想动力来源。目前液态锂电池安全性能差,其易燃易爆问题存在重大的安全隐患,而固态锂电池安全性远远高于传统电池。二是市场前景广阔。我国《节能与新能源汽车技术路线图》中要求到2030年,动力电池单体比能量达到500Wh/kg,系统比能量达到350Wh/kg。要达成这一目标,采用固态电解质是必由之路。目前我国各高校、科研院所和企业都在积极推动固态锂电池关键材料的研发和产业化,在消费电池领域率先实现氧化物电解质固态锂电池产业化。
3)校企共同发力,多技术路径并存:在固态锂电池研发上,我国形成了高校、科研机构和企业共同发力,在聚合物电解质、氧化物电解质、硫化物电解质三条发展路线上多点开花的创新格局。学校方面,中南大学实力雄厚,已申请多项专利;清华大学南策文团队投资创办清陶能源,突破多项核心技术;北京大学、天津大学、复旦大学等也在推进固态电池的研发。科研机构也是推动我国固态电池发展的重要力量,中科院材料所和赣锋锂业合作推进固态电池产业化;中科院青岛能源所已研制出深海聚合物固态锂电池,能量密度达300Wh/kg;中科院物理所与北京卫蓝合作,研发实力雄厚。企业方面,宁德时代、比亚迪、万向等企业也均布局固态锂电池。
3、固态动力电池产业链结构
1)固态锂电池产业链与液态锂电池大致相似,两者主要的区别在于中上游的负极材料和电解质不同,在正极方面几乎一致,若完全发展至全固态电池,隔膜也完全被替换。
2)固态锂离子电池的结构包括正极、电解质、负极,全部由固态材料组成。固态锂电池采用固体电解质替代电解液和隔膜,是其最关键的组成部分。一方面,固体电解质具备离子导电性,能够替代传统电解液,起到在正负极之间传输锂离子的作用;另一方面,固体电解质同时具备电子绝缘性,可以替代隔膜,隔绝正负极,防止短路。

 


发布时间:2023/9/29 10:54:19 查看:205次

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