20200904-深圳前瞻产业研究院-2020年中国固态电池行业研究报告_60页_1mb

报告摘要

2020年中国固态电池行业研究报告总结

核心内容

固态电池是一种采用固态电解质的锂离子电池，相较于传统锂电池，其具有更高的安全性、能量密度及更好的热稳定性。固态电池的主要分类包括聚合物、氧化物和硫化物电解质体系，其产业链与液态锂电池类似，但在中上游的负极材料和电解质部分有所区别。固态电池的商业化进程仍处于初期阶段，但预计将在2025年实现产业化，并在2030年实现大规模应用。

主要观点

技术优势：
- 固态电池在安全性、能量密度、热稳定性和使用寿命等方面具有显著优势。
- 与液态锂电池相比，固态电池可实现更高的能量密度，有望突破500Wh/kg。
- 技术发展路径上，固态电池将逐步取代传统液态电池，并成为下一代锂电池（如锂-金属/锂-空气/锂硫）的重要基础。
产业链结构：
- 固态电池产业链包括上游的正极材料、负极材料、电解质等，以及下游的消费电池、动力电池和储能电池。
- 固态电池的生产成本主要由材料成本和生产成本构成，其中材料成本占主导地位。
行业现状：
- 全球范围内，固态电池仍处于研发和小规模试制阶段，尚未实现大规模商业化。
- 2020年，全球固态电池预计实现产业化，而全固态电池预计在2025年后才可实现商品化。
- 中国在固态电池领域发展迅速，但相较于欧美和日韩，起步较晚。
重点企业布局：
- 聚合物电解质：法国Bollore集团、美国Solid Energy。
- 氧化物电解质：中国台湾辉能科技、中国赣锋锂业。
- 硫化物电解质：日本丰田、中国宁德时代。

关键信息

1. 固态电池技术优势与劣势

优点：
- 工业化、自动化程度高；
- 电极与电解液界面接触良好；
- 充放电循环过程中电极膨胀可控；
- 单位面积导电率高；
- 能量密度高；
- 电化学窗口可达5V，匹配高电压材料；
- 只传输锂离子，不传导电子；
- 热稳定性好。
缺点：
- 界面电阻高，与空气稳定性差；
- 单位面积离子电导率较低，常温下比功率密度较差；
- 循环过程中电极接触变差；
- 成本高。

2. 固态电池产业链

上游材料：正极材料包括三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂等；负极材料包括金属锂、碳族、氧化物等；电解质包括聚合物、氧化物和硫化物。
下游应用：固态电池有望在消费电池、动力电池和储能电池领域广泛应用，特别是对安全性和柔性要求较高的领域，如植入式医疗设备、无线传感器、电动汽车和储能系统。
成本结构：材料成本占主导，其中正极、负极、电解质等是主要组成部分，而生产成本涉及工厂设计、能源及人力等。