中國儲能網(wǎng)訊：近日，寧德時代發(fā)布了新的電池技術(shù)——凝聚態(tài)電池，主打高比能和高安全，單體能量密度高達(dá)500Wh/kg。
據(jù)寧德時代介紹，針對超高比能化學(xué)材料的電化學(xué)反應(yīng)變化，凝聚態(tài)電池采用了高動力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì)，可以構(gòu)建微米級別自適應(yīng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在增強(qiáng)微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，提高電池動力學(xué)性能。
值得注意的是，在固態(tài)電池、半固態(tài)電池一而再、再而三的“跳票”的情況下，在發(fā)布會上，寧德時代首席技術(shù)官吳凱表示，今年底前寧德時代將形成量產(chǎn)凝聚態(tài)汽車電池的能力，同時也已經(jīng)與民用飛機(jī)公司合作開發(fā)電動機(jī)。
中金公司研報指出預(yù)計年內(nèi)有多個車企品牌搭載半固態(tài)電池率先量產(chǎn)，建議關(guān)注固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈從0到1環(huán)節(jié)投資機(jī)遇。
那么什么是固態(tài)電池呢？其和傳統(tǒng)鋰離子電池相比又有什么優(yōu)點呢？
固態(tài)電池行業(yè)正處于從0到1的階段
所謂固態(tài)電池，就是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。
固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。
由于科學(xué)界認(rèn)為鋰離子電池已經(jīng)到達(dá)極限，固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。
固態(tài)電池與目前主流的傳統(tǒng)鋰離子電池最大的不同在于電解質(zhì)。固態(tài)電池是使用固體電解質(zhì)，替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。而傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正負(fù)極材料、電解液和隔膜組成。正負(fù)極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。這個就是本質(zhì)的區(qū)別。
固態(tài)電池可兼顧高安全性、高比容量，遠(yuǎn)期可實現(xiàn)較液態(tài)電池更低制造成本。固態(tài)電池可兼顧高安全性和高比容量電極材料，是實現(xiàn)更高能量密度的必要路徑，同時由于更高的理論模組空間利用率、更簡化的電池組裝工序，其具備較液態(tài)電池更低的理論成本。
從安全性看，固態(tài)電解質(zhì)材料熱穩(wěn)定性好、不易燃燒且固態(tài)電池?zé)o電解液泄露風(fēng)險，具有更好的安全性。
從能量密度看，固態(tài)電池與鋰金屬負(fù)極兼容性好，模組空間利用率高、配組靈活，有望進(jìn)一步提升能量密度。
雖然固態(tài)電池優(yōu)點很多，但固態(tài)電池應(yīng)用之路困難重重，仍需解決幾大痛點。
第一是供應(yīng)鏈重塑：固態(tài)電池相比現(xiàn)有成熟的液態(tài)鋰電池技術(shù)變更巨大，需重塑本就極其復(fù)雜的鋰電池供應(yīng)鏈，任重道遠(yuǎn)。
第二是降低成本：固態(tài)電池采用的預(yù)鋰化硅碳負(fù)極或遠(yuǎn)景金屬鋰負(fù)極、高鎳正極、固態(tài)電解質(zhì)等新科技材料生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于目前對應(yīng)的材料，降本之路極其艱巨漫長。
第三是快充效率不佳，固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電率僅為電解液十分之一，快充效率不佳，嚴(yán)重影響實際應(yīng)用。
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面光大證券預(yù)計2023年全球半固態(tài)電池滲透率為1%。分別搭載衛(wèi)藍(lán)新能源、贛鋒鋰業(yè)半固態(tài)電池的蔚來ET7、東風(fēng)E70，搭載半固態(tài)電池的賽力斯純電動SUV、東風(fēng)追光轎車均于2022-2023年已經(jīng)/計劃交付。此外，清陶能源、國軒高科、孚能科技生產(chǎn)的半固態(tài)電池也于2022-2023年已經(jīng)或計劃裝車。根據(jù)測算，2023年全球半固態(tài)電池滲透率約為1%，需求達(dá)到約8.8GWh， 2023-2030年，全球固態(tài)電池需求增長的CAGR為63.7%。
在市場規(guī)模方面，觀研天下測算，中國固態(tài)電池規(guī)模有望在2025年達(dá)到29億元，2030年突破200億元，預(yù)計2022年至2030年復(fù)合增長率高達(dá)55.01%。在出貨量方面，國內(nèi)出貨量有望在2025年達(dá)24GWh，2030年突破250GWh，2022年至2030年復(fù)合增長率高達(dá)74.66%。
固態(tài)電池對行業(yè)有何影響
無論是半固態(tài)電池還是固態(tài)電池影響主要在電池的材料方面。其中半固態(tài)電池對現(xiàn)有材料體系沖擊較小。
信達(dá)證券指出正極材料方面：目前現(xiàn)有的磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元 NCM 等正極材料仍可延續(xù)使用。負(fù)極材料方面：目前主流的石墨系、以及未來的硅碳系均可使用，由于半固態(tài)電池中仍然存在一定量的液態(tài)電解質(zhì)，所以鋰金屬負(fù)極目前尚不適用。
電解液方面：目前仍需要少量的有機(jī)溶劑浸漬，現(xiàn)有主流的鋰鹽 LiPF6以及 LiTFSI、LiFSI 等新型鋰鹽仍然需要添加；隔膜方面：由于半固態(tài)電池中仍然存在一定量的液態(tài)電解質(zhì)，仍然需要隔膜隔絕正負(fù)極防止短路，而且在一些情況下隔膜仍然要被用作骨架支撐，但是對隔膜的技術(shù)要求可能會發(fā)生變化。
而全固態(tài)電池或?qū)鹘y(tǒng)液態(tài)電池四大材料體系造成較大的沖擊。正極材料未來更可能使用高比能材料；負(fù)極材料中金屬鋰有望應(yīng)用；電解質(zhì)體系中液態(tài)溶劑將被完全取代；隔膜將被逐步替代。
從應(yīng)用節(jié)點看，半固態(tài)電池或在2023到2025年實現(xiàn)小批量裝車使用，而全固態(tài)電池或在2030年前后迎來商業(yè)化轉(zhuǎn)折點。
半固態(tài)電池可以關(guān)注上海洗霸、高樂股份、金龍羽、當(dāng)升科技、贛鋒鋰業(yè)等。
固態(tài)電池可以關(guān)注寧德時代、比亞迪、國軒高科、蜂巢能源、孚能科技、衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)等。
