固态电池布局 谁已静静领先

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　　作者： 钱童心

　　新能源汽车渐成趋势，动力电池的入铺也吸引着越来越多的关注。日前，包括大众、三星、宝马、宁德时代在内的巨头都在寻求固态电池领域的突破。

　　相较于传统的锂离子电池，固态电池能提供更好的续航能力和安全性，但目前而言，固态电池迫于技术和本钱的双重制约，间隔工业化仍旧需要很长时间。

　　光大证券以为，固态电池有看成为下一代高机能锂电池。目前中国大部门的汽车厂商和新能源厂商也在介入固态电池的研发。

　　固态电池的不同技术路径

　　2019年12月，工信部发布《新能源汽车工业发铺规划（2021-2035年）》（征求意见稿），在“实施电池技术突破步履”中，加快固态动力电池技术研发及工业化被列为“新能源汽车核心技术攻关工程”。这意味着固态电池有看上升至国家战略层面。

　　固态电池是以固体材料来代替现有锂离子电池中使用的液体成分，固态电解质的厚度仅3~4微米，非常轻薄，不仅减小了体积，也降低了重量。

　　固态电池的技术发铺采用逐步颠覆策略，液态电解质含量逐步下降，全固态电池是终极形态。依据电解质分类，锂电池可分为液态、半固态、准固态和全固态四大类，其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。

　　不外，固态电池的技术路线目前仍有很大不合。

　　固体电解质可大致分为三类：无机电解质、固态聚合物电解质、复合电解质。目前业内比较望好的材料包括固态聚合物、硫化物、氧化物、薄膜等。

　　光大证券以为，聚合物固态电解质将率先实现应用，但存在高本钱和低电导率两个致命问题。

　　目前主流的聚合物固态电解质是聚环氧乙烷（PEO）电解质及其衍生材料。比拟之下，氧化物固态电解质综合机能好，入铺最快。硫化物固态电解质电导率最高，研究难度最大，开发潜力最大，但如何保持高不乱性是一大困难。高能聚合物体系仍处于实验室研究阶段，LiPON薄膜型全固态电池已小批量出产，非薄膜型已尝试打开消费电子市场。

　　近年来多家中国企业建立氧化物固态电池出产线。

　　姑苏清陶新能源在江苏昆山建成投产的固态锂电池出产线，单体能量密度达400Wh/kg以上，拟于2020年入进动力电池应用领域。

　　辉能科技与南都电源合作建立的海内首条1GWh规模的固态电池出产线也将于2020年建成，公司今年4月刚完成D轮融资，用于加速固态电池贸易化落地和工厂建设，辉能在氧化物固态电池方面取得了一定的成果。

　　日韩和欧洲企业则投进了大量资金入行硫化物固态电解质的研究。

　　2020年日本丰田计划推出搭载硫化物固态电池的新能源汽车，计划于2022年实现量产。十几年前丰田已开铺固态电池研发工作，不仅获得了固态电解质材料、固态电池的制造技术等方面的专利，还研发了一整套的正极材料和硫化物固态电解质材料归收的技术路线和归收工序。三星和宝马也都在研发硫化物固态电池的技术。中国的宁德时代（300750.SZ）也在这一方向上发力。

　　全固态电池贸易化还要5~10年

　　今年3月初，三星高等研究院（SAIT）与三星日本研究中央（SRJ）在《天然-能源》先容了其在固态电池领域的最新入铺，称已经开发出一种高机能全固态电池。这种电池的轮回寿命超过1000次，可以让电动汽车在单次充电的情况下行驶800公里。

　　丰田也在联手松下开发固态电池领域技术；宝马于2017年开始牵手Soild Power开发固态电池，福特和三星也于往年投资了Solid Power；大众也表示将在欧洲建厂出产固态电池，有看在2024~2025年间实现量产。

　　另一家瞄准动力电池市场的是戴森。戴森创始人詹姆斯·戴森表示，向其他车企出售固态电池是一个入进汽车行业的选项。

　　光大证券称，固态电池领域已经入进“武备竞赛”阶段，各企业期看抢占先机以赢得市场份额。固态电池领域市场介入者众多，车企、电池企业、投资机构、科研机构等在资本、技术、人才三方面入行博弈。跟着越来越多的企业加进，固态电池工业化入程不断加速，按照目前的发铺情况，2021~2025年固态电池将实现初步应用。

　　不外全固态电池的贸易化还需要很长时间。往年底，宁德时代一位电池开发负责人曾表示，全固态电池实现商品化要到2030年以后。

　　光大证券研报显示，固态电池的工艺路线尚不成熟，降本仍需过程，全面工业化预计需要5~10年。例如三星的固态电池固然能够达到长续航，但出产环境要求苛刻，银碳层大规模出产所需的贵金属纳米银本钱较高，短期工业化并不现实。

　　海内固态电池工业化入程正在不断加速。

　　国轩高科2019年推出了半固态电池的试出产线；赣锋锂业年产亿瓦时级第一代固态锂电池研发中试出产线已建成试产，不久将正式投产；比亚迪也曾表示正在积极推入固态电池项目商用；宁德时代的全固态电池还在开发中，预计2030年后实现商品化。

　　此外，天齐锂业2018年开始布局固态电池，其参股公司美国Solid Energy主要开发和出产具有超高能量密度、超薄锂金属电池，开发电解液和负极材料。2018年公布与中科院等机构入行固态电池技术合作，目前尚处于实验试制阶段。鹏辉能源固态电池处于研发阶段，计划在未来2~3年内推出固态电池产品。

　　近两年内固态电池出产线迎来一轮不小的投产潮，清陶、卫蓝新能源、辉能科技等企业将建固态电池出产线，固然目前各企业均未宣布固态电池本钱，但此前已有猜测，固态电池本钱将遥高于锂离子电池，未来固态电池若想实现工业化，降本则成必然。

　　光大证券以为，固态电池的出产可组合传统锂离子电池工业链。与传统锂离子电池比拟，固态电池电芯制备不存在革命性立异，只是电极和电解质制造环境要求更高，需要在惰性气体保护下或在干燥间内入行，这与制造超级电容器、锂离子电容器等空气敏感储能器件的出产环境相似。

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