中國固態(tài)電池技術處于萌芽階段,預計2030年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)
5月31日,中國電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟舉辦了一場關于新體系電池技術的主題峰會。此次峰會吸引了新能源電池領域的眾多學者和企業(yè)高層參與,他們就固態(tài)電池的發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)化應用探索及未來趨勢進行了深入的討論。
會上,有專家指出,盡管固態(tài)電池技術在中國的發(fā)展尚處于產(chǎn)品導入前的萌芽階段,但預計其發(fā)展前景廣闊。據(jù)專家預測,全固態(tài)電池有望在2027年實現(xiàn)小規(guī)模示范裝車,并在2030年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)裝車。這一預測無疑為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)注入了強大的信心。
然而,中科院物理研究所研究員李泓也坦誠地指出了當前固態(tài)電池技術面臨的挑戰(zhàn)。他表示,固態(tài)電池的安全性正在逐步提高,但目前的認知還不全面,要達到本質(zhì)安全還需要從正極、負極等多個路徑進行充分驗證。此外,全固態(tài)電池的成本過高、制作條件嚴苛以及商品化屬性不足等問題,也制約了其當前的快速發(fā)展。
盡管如此,固態(tài)電池作為新能源電池領域的重要發(fā)展方向,其潛力仍然不容忽視。隨著技術的不斷進步和成本的逐漸降低,固態(tài)電池未來有望在新能源汽車等領域發(fā)揮重要作用。此次峰會的召開,無疑為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了重要的交流平臺,也為其未來的發(fā)展指明了方向。
“固態(tài)電池將助力交通電動化、能源清潔化,加速第三次能源革命。”在新體系電池技術主題峰會上,衛(wèi)藍新能源研發(fā)總監(jiān)徐航宇表示。
固態(tài)電池,是指只含有固態(tài)電解質(zhì),不含有液態(tài)電解質(zhì)的動力鋰電池。業(yè)界根據(jù)液態(tài)電解質(zhì)在電池材料中的質(zhì)量百分比含量,將鋰電池分為液態(tài)電池(25%)、半固態(tài)電池(5%-10%)、準固態(tài)電池(0%-5%)和全固態(tài)電池(0%)。
相比液態(tài)電池,固態(tài)電池具備更高能量密度,優(yōu)化電池堆疊結構的Bipolar設計,不易燃、無泄露的更高安全性,以及大倍率快速充電的優(yōu)點。隨著新能源產(chǎn)業(yè)體量日益增長,固態(tài)電池的研發(fā)與應用成為了行業(yè)焦點。
不過,新能源產(chǎn)業(yè)離實現(xiàn)全固態(tài)電池落地應用,還有一段距離。在新體系電池技術峰會上,多名專家表示,目前固態(tài)電池在技術上還有眾多難點待突破。
國軒高科首席科學家朱星寶全面概括了固態(tài)電池研發(fā)的優(yōu)勢和劣勢,他表示:“盡管固態(tài)電池具備高能量密度、高安全性和快速充放電的優(yōu)點,受到固態(tài)電解質(zhì)、電極材料的固有性質(zhì)限制,固態(tài)電池目前性能有限,固固界面點接觸,界面阻抗嚴重,產(chǎn)線兼容低,生產(chǎn)成本高?!?/p>
界面穩(wěn)定性是保證電池安全性的重要因素。
上海大學教授盧世剛則表示,全固態(tài)電池設計的難點主要是力學問題:“活性材料、固態(tài)電解質(zhì)具有不同的力學性質(zhì),而活性材料在充放電過程中的力學性質(zhì)隨組成、結構變化而改變,且活性材料在充放電過程中還發(fā)生體積變化,產(chǎn)生的應力誘發(fā)材料-界面-電極的變形、疲勞、斷裂等機械失效行為。固固界面致密化極其穩(wěn)定性問題的本質(zhì)是固態(tài)電池的力學和力學-電化學耦合問題?!?/p>
盡管技術突破難度高,峰會上多名學者和專家對固態(tài)電池的發(fā)展趨勢表示非常看好。
面對新能源汽車產(chǎn)業(yè),朱星寶表示,未來動力電池的發(fā)展應該分為高比能量和高性價比兩條路線。
許曉雄也表示:“高安全、高性能、低成本是鋰二次電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢,高性能要求主要包括高能量密度、高功率、長壽命?!?/p>
在低空經(jīng)濟方面,合源鋰創(chuàng)董事長劉敏表示:“飛行汽車不同驅(qū)動系統(tǒng)對應不同動力需求,純電動系統(tǒng)對能量型電池具有更高的需求,混動系統(tǒng)對功率型電池具有更高的要求,具體體現(xiàn)在高倍率、高能量密度,其中倍率是主要需求?!?/p>
2027年被視為固態(tài)電池開始滿足規(guī)?;枨蟮年P鍵一年。
在新能源汽車領域,目前我國固態(tài)電池技術處于產(chǎn)品導入前的技術萌芽階段,在國家項目支持下全固態(tài)研發(fā)會提速,預計3-5年內(nèi)或追趕上日韓水平,預計全固態(tài)在2027年可小規(guī)模示范裝車,2030實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)裝車?!?/p>
南方科技大學教授許曉雄則表示:“在低空飛行領域,無人機、JY飛行器、飛行汽車、電動飛機等,預計2027年開始有規(guī)?;枨??!?/p>
另外,根據(jù)媒體報道,我國或?qū)⑼度爰s60億元用于全固態(tài)電池研發(fā),包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍新能源和吉利共六家企業(yè)或獲得政府基礎研發(fā)支持。中國證券報記者向吉利求證,吉利回應確認參與上述項目。
若國家為車企和電池企業(yè)提供資金鼓勵全固態(tài)電池的研發(fā),固態(tài)電池從實驗室到量產(chǎn)應用的進程或有望加速,將優(yōu)先拉動上游設備商的訂單需求。
目前國內(nèi)頭部鋰電設備商與下游客戶合作積極進行固態(tài)電池設備的研發(fā),推動固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程,有望在固態(tài)電池時代仍保持領先優(yōu)勢。看好在政策支持下固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。
據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2024-2029年中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展趨勢與投資研究報告》分析:
固態(tài)電池行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀
一、市場規(guī)模與增長
隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,固態(tài)電池技術得到了行業(yè)的廣泛關注。據(jù)預測,到2024年,全球固態(tài)電池的需求量將達到2.3GWh,對應的市場空間約為19.5億元人民幣。而到2030年,其需求量更是有望激增至220GWh,市場空間高達1162億元人民幣。
中國固態(tài)電池市場規(guī)模也在持續(xù)增長。2020年,中國固態(tài)電池市場規(guī)模約為1.8億美元,占全球市場份額的34.6%,位居全球第一。
二、技術發(fā)展與挑戰(zhàn)
固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池,具有高能量密度、高安全性和長循環(huán)壽命等優(yōu)勢,被視為下一代電池技術的重要發(fā)展方向。
然而,固態(tài)電池技術仍處于發(fā)展階段,面臨離子導電性、界面穩(wěn)定性、制造成本等方面的挑戰(zhàn)。盡管如此,中國固態(tài)電池行業(yè)仍具有巨大的提升空間。
三、主要參與者與競爭格局
行業(yè)主要參與者包括車企、動力電池企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)等。這些企業(yè)正在加大研發(fā)投入,力圖在固態(tài)電池技術方面取得突破。
在中國,比亞迪、寧德時代、上汽集團、蔚來汽車等企業(yè)都是固態(tài)電池研發(fā)的重要力量。其中,太藍新能源在固態(tài)鋰電池技術方面取得了突破性進展,展示了其自主研發(fā)的高能量密度全固態(tài)鋰金屬電池。
四、政策與市場機遇
政府正積極出臺支持政策,鼓勵企業(yè)在固態(tài)電池領域進行投資和創(chuàng)新。這為中國固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。
同時,隨著固態(tài)電池需求的增加,中國可以逐步擴大固態(tài)電池的產(chǎn)能規(guī)模,提高生產(chǎn)效率、降低成本,并在全球固態(tài)電池市場中獲得更有競爭力的地位。
五、國際合作與前景展望
固態(tài)電池是一個全球性的技術挑戰(zhàn),需要各國共同努力來推動其發(fā)展。中國正積極參與國際合作項目,加強與其他國家和地區(qū)的交流與合作,共同推動固態(tài)電池技術的研發(fā)和商業(yè)化進程。
預計隨著技術的不斷進步和市場的不斷擴大,固態(tài)電池將在電動汽車、可再生能源儲存等領域得到廣泛應用,成為未來能源領域的重要技術之一。
技術突破與成熟:
固態(tài)電池作為下一代電池技術,以其高安全性、高能量密度、快速充電和長循環(huán)壽命等特點,正在逐步得到業(yè)界的廣泛關注。隨著技術的進步和研發(fā)的不斷深入,固態(tài)電池將在正極、負極和電解質(zhì)等關鍵材料上取得重要突破,進一步提升其性能。
預計到2030年,全固態(tài)電池的成本將逐漸降低,制作條件也將變得更加寬松,商品化屬性將得到增強,從而推動固態(tài)電池的快速發(fā)展。
市場應用擴展:
固態(tài)電池的市場應用將逐漸從消費電子、儲能系統(tǒng)等領域擴展到新能源汽車等更大規(guī)模的市場。隨著固態(tài)電池技術的不斷成熟和成本的降低,其在新能源汽車領域的應用將逐漸增多,為電動汽車提供更長的續(xù)航里程和更高的安全性。
特別是在新能源汽車領域,固態(tài)電池將成為重要的動力源之一,為打造高電壓平臺、更高效的CTC技術和熱管理系統(tǒng)提供支持。頭部車企通過與電池企業(yè)合作或自研的方式,將共同推進固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進程。
產(chǎn)業(yè)鏈重構:
固態(tài)電池的發(fā)展將引發(fā)整個電池產(chǎn)業(yè)鏈的深刻變革。從上游的鋰礦開采、電解質(zhì)研發(fā),到中游的電池制造工藝和設備更新?lián)Q代,再到下游的應用場景拓展,都將面臨全新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。
隨著固態(tài)電池市場的不斷擴大,產(chǎn)業(yè)鏈上的相關企業(yè)也將面臨更大的發(fā)展機遇,同時也需要不斷創(chuàng)新和升級,以適應市場的變化。
安全性提升:
隨著對固態(tài)電池技術的深入研究,其安全性將得到進一步提升。通過從正極、負極等多個路徑進行充分驗證,固態(tài)電池的本質(zhì)安全性將得到增強,從而更好地滿足市場和消費者的需求。
市場份額增長:
根據(jù)預測,到2035年前后,固態(tài)電池和鈉離子電池在車端應用的比例將有望超過10%,甚至更高。這表明固態(tài)電池市場在未來將有顯著的增長,其市場份額也將逐漸擴大。
固態(tài)電池行業(yè)市場未來的發(fā)展趨勢是技術不斷突破、市場應用逐漸擴展、產(chǎn)業(yè)鏈重構、安全性提升以及市場份額增長。隨著這些趨勢的發(fā)展,固態(tài)電池將在新能源領域發(fā)揮越來越重要的作用。
固態(tài)電池行業(yè)市場正處于快速發(fā)展階段,雖然面臨一些技術挑戰(zhàn),但具有巨大的市場潛力和發(fā)展前景。
固態(tài)電池市場規(guī)模在近年來呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。根據(jù)《2021年全球及中國固態(tài)電池行業(yè)市場分析》的預測,到2025年,全球固態(tài)電池市場規(guī)模預計將達到23.7億美元,復合年增長率達到35.6%。而中國固態(tài)電池市場規(guī)模將達到9.2億美元,復合年增長率達到38.4%。
而到了2030年,全球固態(tài)電池市場規(guī)模更是有望達到140.8億美元,復合年增長率高達44.2%。中國固態(tài)電池市場規(guī)模則將增至54.9億美元,復合年增長率達到41.6%。
產(chǎn)業(yè)研究院的預測也顯示,到2030年中國固態(tài)電池市場空間將增至200億元,出貨量將達到251.1GWh。這表明隨著固態(tài)電池技術的不斷成熟和商業(yè)化應用的推進,市場規(guī)模有望實現(xiàn)爆發(fā)式增長。
報告對中國固態(tài)電池及各子行業(yè)的發(fā)展狀況、上下游行業(yè)發(fā)展狀況、競爭替代產(chǎn)品、發(fā)展趨勢、新產(chǎn)品與技術等進行了分析,并重點分析了中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展狀況和特點,以及中國固態(tài)電池行業(yè)將面臨的挑戰(zhàn)、企業(yè)的發(fā)展策略等。報告還對全球的行業(yè)發(fā)展態(tài)勢作了詳細分析,并對行業(yè)進行了趨向研判。
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