科技行业新能源汽车系列研究之二：固态电池，能否成为下一代电池技术？-20181024-恒大研究院-15页-1mb

报告摘要

固态电池：能否成为下一代电池技术？

核心内容概述

固态电池作为一种新型动力电池技术，因其在安全性、能量密度和循环寿命方面的潜在优势，被视为下一代电池技术的重要方向。当前，锂离子电池已接近其性能极限，而固态电池有望突破这些限制，满足新能源汽车在2030年的技术政策目标。

主要观点

固态电池的优势：
- 安全性高：固态材料不可燃、无腐蚀、不挥发、无漏液，可有效避免传统锂离子电池在异常情况下的自燃或爆炸风险。
- 能量密度高：固态电池无需隔膜与电解液，节省约40%的体积和25%的质量，配合新型正负极材料（如锂金属负极）可将能量密度提升至500Wh/Kg，从而显著提高电动汽车的续航里程。
- 循环寿命长、工作温度范围宽、可快速充电：这些特性使其在动力电池领域具有广阔的应用前景。
技术分类：
- 聚合物电解质：技术最成熟，已实现小规模量产，但理论能量密度较低。
- 氧化物电解质：性能优于聚合物电解质，但薄膜型容量较小，非薄膜型仍不成熟。
- 硫化物电解质：理论上最适合电动汽车，但开发难度大，对生产环境要求高。
研发进展：
- 国外企业：丰田、本田、大众、宝马、比亚迪、宁德时代等均有布局。其中，丰田计划2022年推出全固态电池电动车，2025年量产；SolidEnergy已实现3Ah电池量产，能量密度达450Wh/Kg。
- 国内进展：主要由中科院及高校主导，如崔光磊团队、许晓雄团队、李泓团队等，已取得初步成果，但产业化进程仍需加快。
特斯拉的态度：
- 尽管马斯克认为固态电池“有一定前景”，但目前尚未有相关专利，且特斯拉更倾向于通过现有技术路线（如NCA正极材料、硅碳负极）和规模化生产降低成本，短期内不会改变战略。
行业趋势：
- 固态电池技术商业化时间表显示，其真正成熟可能需要等到2025年，具备量产能力可能需要到2030年。
- 专利数量增长迅速，尤其在全固态电池领域，日本、韩国、美国等国家的布局明显。

关键信息

技术路线：
- 固态锂离子电池（如丰田、宁德时代）与固态锂金属电池（如SolidEnergy）是当前主要路线。
- 固态电池技术在2030年有望实现商业化应用。
专利情况：
- 截至2018年，全球固态电池专利总数达1926件，全固态电池专利占比达45%。
- 日本在固态电池领域专利数量最多，达到916件，占近一半；美国和中国紧随其后，分别拥有398件和362件专利。
- 中国专利多由科研机构和高校持有，而美国则以初创企业为主。
产业合作与投资：
- 丰田与松下、NEDO合作推进固态电池研发，计划在2030年前投入130亿美元。
- 大众向QuantumScape投资1亿美元，宝马与SolidPower合作，SolidEnergy获得通用汽车、上汽等投资。
- 博世虽关注固态电池技术，但选择不直接参与制造。
国内企业：
- 赣锋锂业与中科院宁波材料所合作推进固态电池产业化。
- 卫蓝新能源与中科院物理所合作建设中试线。
- 比亚迪、宁德时代也在固态电池领域进行探索。
风险提示：
- 固态电池技术尚未成熟，商业化进程受政策、技术、成本等多方面影响。
- 需要关注政策推动不及预期、技术突破延迟等风险。