新年伊始,宁德时代、丰田蔚来等行业巨头同时发布了固态电池的相关进展,这瞬间点燃了整个行业,引发了广泛的关注。各大媒体纷纷把焦点聚集于此,一场关乎电动车未来走向的技术革命正在以极快的速度推进,也将会给我们的生活带来巨大的改变。
固态电池,用固体物质来替换传统电池里的液体电解质。在传统锂离子电池当中,离子凭借着液体电解质的流动去达成充电以及放电的过程,不过固态电池却是使离子在固体电解质当中进行传导。这一转变带来了诸多技术上的闪光点;比如它能提升电池的安全性,减少因液体电解质可能引发的漏液等问题,还能在一定程度上提高电池的能量密度。
首先固态电池具备高能量密度这一特点,在体积或重量相同的情形下,能够储存更多的能量,进而为设备给予更长久的续航。比如说,“华中科技大学的郭新团队所研发的固态锂钠电池”,其能量密度竟高达450Whkg,这远远超过了传统电池,使得电动汽车的续航达到了质的提升;不过讲真的,这一成果对于推动电动汽车行业的发展有着重要意义。
其次安全性乃是固态电池的显著优势。传统液态电池凭借使用易燃的有机电解液,于高温过充短路等异常情形下,存有起火、爆炸的风险。而固态电池采用不可燃的固态电解质,从根本之处解决了安全隐患;即便遭受穿刺、挤压这类极端状况,依然能够保持稳定,不太容易发生安全事故。
除此之外,固态电池的循环寿命更为长久了。多次充放电循环后,其性能衰退较为缓了,能在较长时间内保持优良的使用状态。这既降低了用户更换电池的频率与成本了,又减少了对环境的污染了。据专业测试机构报告,固态电池可完成8000至10000次充电循环;而锂离子电池预计仅能支持1500至2000次充电循环。在实际应用中,此优势极为显著了,因更长的使用寿命意味着更高的可靠性和更低的维护需求了。与此同时减少电池更换频率有助于降低废弃物产生了,进而减轻环境负担了。
固态电池于极为寒冷之温度下,其性能更佳。于低温之环境内,传统电池之性能会遭极严重之影响,可用之范围亦会大幅缩减。然固态电池即便处于低至约零下40摄氏度之时,仍能维持正常运作,在寒冷之地使用时具备显著优势。
技术路线大揭秘目前固态电池主要有硫化物、氧化物聚合物三大主流技术路线,各有特点、优势及挑战。
硫化物路线靠着较高的离子导电性以及较好的机械性能而开始显露头角。
硫化物电解质离子的导电性一般在10⁻²到10⁻³Scm之间;它接近液态电解质的水平,这样一来,锂离子能够在电池内部迅速地进行传输,从而实现快速的充放电。
在这个时候;硫化物电解质的质地变得柔软了,它能够跟电极紧密贴合了,如此一来;就能够更高效地降低界面阻抗了。
但是它在化学方面的稳定性不佳,很容易跟空气里的水分以及氧气产生反应,这样就会生成有毒的硫化氢气体,这对电池的封装以及使用环境有很高的要求。
除此之外,硫化物电解质与锂金属负极之间的界面反应十分剧烈了,这种强烈的反应或许会致使电池性能下降了。
宁德时代以及丰田皆为在硫化物路线领域颇具代表性的企业,它们于研发方面投入了诸多资源;因而取得了极为重要的成果。
氧化物路线的优势就是它化学稳定性比较高,与此同时机械强度也比较强。
氧化物电解质于空气中较为稳定,不容易同水分以及氧气发生反应,其在生产、存储以及使用等方面更为便捷。
在这段时间呢,它的机械强度变得相当高啦,能够较好地把锂枝晶的生长给抑制住呢。所以呀这对提升电池的安全性以及稳定性是有着一定帮助的。
不过氧化物电解质的离子导电性一般处在10⁻⁵到10⁻⁶Scm这个范围,其数值相对而言比较低;所以需要借助高温烧结来提升导电性,这样一来呢,就增加了生产成本以及工艺方面的难度。
除此之外,氧化物电解质质地较硬,与电极界面接触不佳,导致较高界面阻抗。
卫蓝新能源和清陶在氧化物路线方面都很有代表性的,在产业化推进的时候,取得了极为显著的成绩了。这些企业持续地努力,积极推动相关技术的发展与应用了,为行业进步作出了重要贡献了。
聚合物路线突出优势是柔韧性好和成本低。
聚合物电解质柔韧性的很好,所以能较容易地加工成薄膜的形态。此特性使的它特别适宜大规模的生产应用。
并且聚合物材料价格较为低廉,制作工艺也比较简易,于大规模的应用场合具有成本方面的优势;实际上它还能适应多种环境需求,不过说真的在一些特殊领域可能需要进一步改进。
不过其离子的导电性能,一般在10⁻⁴到10⁻⁵Scm之间;需要增添一些增塑剂,或者无机填料,来提升导电性,这样做有可能会对电池的其他性能产生影响。
除此以外,聚合物电解质在高温状况下易于发生分解情况,这对电池的安全性会产生影响。
恩捷股份于聚合物路线方面展现出极为出色的表现,成功获得了卫蓝的100吨电解质大单,这充分体现了它在聚合物电解质领域所具备的强劲竞争力。
车企竞逐,量产时间表曝光头部车企的固态电池布局宁德时代,作为全球动力电池行业的领军企业,于固态电池的研究与开发领域投入了诸多资源。
其技术路线借助凝聚态以及硫化物这两种材料体系,目标达成500Whkg的能量密度。
根据宁德时代投资者活动报告,其全固态电池研发项目目前处于4的水平(用技术和制造成熟度1-9打分),计划在2027年实现全固态电池小批量生产,届时有望达到7-8的水平。
宁德时代成功获取了宝马高达百亿的订单,这毫无疑问是对它自身技术实力的一种极大认可,与此同时也给它在固态电池实现商业化的进程当中注入了极为强劲的动力。
丰田身为汽车行业中规模较大的一家企业,在固态电池领域取得了较为突出的进步;其于该技术层面所付出的努力以及所获得的成果,值得我们予以关注。
他研发出的性能很厉害的固态电池已经得到了日本经济产业省的认可,这就表示自己研发并生产的电池马上就要进入大规模生产的阶段啦。
预计2026年开始逐步实施量产计划,初期产能有限,2027-2028年间逐步扩大产能,展望2030年之后,丰田将启动大规模生产,目标实现年产量9GWh。
丰田的固态电池使用了全然为固态的电解质,如此便可在很大程度上减少电池发生短路以及漏液的概率。其充电速度极为迅速,仅需10分钟便可将电充满;续航里程可达1000公里,甚至或许能突破1200公里。
蔚来在固态电池布局上同样积极。2021年NIODay上,蔚来发布150kWh的半固态电池包,采用原位固化固液电解质、无机预锂化硅碳负极、纳米级包覆超高镍正极三项新工艺,可实现360Whkg的超高能量密度。2024年6月,卫蓝新能源360Whkg半固态电池正式交付蔚来,同年11月,卫蓝新能源实现装机0.41GWh,意味着国内半固态电池装车规模首次突破400MWh,半固态电池逐步进入量产状态。
目前搭载该电池的蔚来一代与二代平台所有车型均已完成验证和公告,预计2024年4月量产。
除此之外,蔚来ET9官宣2026年搭载半固态电池,续航破1000km,将进一步提升蔚来车型市场竞争力。
广汽集团在固态电池研发方面成绩斐然。2024年4月12日,在广汽科技日活动上,广汽集团发布全固态动力电池技术,已初步打通全固态电池全流程制造工艺,取得车规级高安全大容量全固态动力电池量产的关键技术突破,具有超高能量密度、超高安全性及大容量全固态电芯三大核心优势。
预计2026年装车搭载于昊铂车型,将为消费者带来全新驾驶体验。
比亚迪于固态电池领域亦不落后。在第二届中国全固态电池创新发展高峰论坛期间,比亚迪宣告打算在2027年开始全固态电池批量示范装车应用,到2030年之后达成大规模上车。2024年,比亚迪已然下线(处于中试阶段)60ah全固态电池,这彰显出其在固态电池技术研发方面的强大实力以及坚定的决心。
量产时间节点梳理从各企业所公布的量产时间来讲,2026年到2027年成为了固态电池量产的关键时间节点;丰田蔚来广汽等企业打算在2026年达成固态电池装车或者量产的目标,不过宁德时代、比亚迪国轩高科等企业则计划在2027年实现小批量生产或者批量示范装车应用。
这一关键时间节点出现并非偶然。
一方面多年的研发投入以及技术的不断积累,使得各大企业在固态电池技术方面取得了较为显著的突破;逐步地攻克了关键的技术难题,从而让固态电池实现量产成为了一种可能。
在固态电解质的研发方面,各大企业持续进行创新与优化,从而提升了电解质离子的导电性以及稳定性,这为固态电池性能的提升打下了坚实的基础。
另一方面,市场需求推动也是重要因素。
消费者对于电动汽车的续航里程、安全性以及充电速度的要求在不断提升,固态电池作为能够契合这些需求的关键技术,受到了市场的广泛关注。
各大企业为了迎合市场需求;以及抢夺市场份额,纷纷加快了固态电池的量产速度。
另外政策支持给固态电池的发展创造了优良的环境。政府推出了鼓励新能源汽车发展的政策,这些政策里包含了对固态电池研发的资金支持以及在产业上的引导,这样就让企业在固态电池领域增加了投入力度,加快了量产的进程。能预见到,在2026年至2027年这个时间段,固态电池将迎来量产的高峰时期,给电动汽车行业的发展带来新的机会与变革。
万亿产业链,投资机会在哪产业链上游:材料与设备在固态电池的万亿产业链里,上游的材料以及设备企业迎来了发展的契机。
在电解质材料这一领域里,三祥新材作为锆基的领军企业,在固态电池电解质材料方面有着显著的技术优势。该公司所研发的锆基材料,不仅提升了固态电解质的离子导电性能以及稳定性,而且相关技术成果已然通过了行业技术认证。与此同时上海洗霸于氧化物电解质领域也取得了进展,研制出了具备高离子电导率与化学稳定性的氧化物电解质材料,其产品的性能数据源自企业自身的产品检测报告。
负极材料乃是产业链上游的关键部分。贝特瑞于硅碳负极的大规模生产方面成就显著,其硅碳负极材料能量密度颇高且循环寿命较长,可使固态电池的性能得以显著提升;这些特性已然被第三方检测机构的报告予以证实。中国宝安的负极材料获得了国际大厂商的认可,这意味着其产品质量优良且可靠,为其在全球市场的发展奠定了坚实的基础;认证信息源自国际大厂商的合作声明。
设备厂商于固态电池产业链里颇为重要。先导智能身为行业内领先的设备制造商,独自为宁德时代供应固态电池产线。它所研发的先进生产设备,能够满足固态电池大规模生产的需求,提升生产效率与产品质量,在固态电池设备市场占据着主导地位,供货信息源自双方的合作订单公告。
产业链中游:电池制造产业链中游的电池制造企业,于固态电池时代的竞争优势以及发展前景,受到了广泛的关注。
宁德时代身为全球动力电池领域的领军企业,于固态电池制造层面具备强劲的技术实力以及规模方面的优势。
它的凝聚态电池技术有了很大的进步,能量密度能达到500Whkg呢。这个水平呀,不但超过了国内的同类产品,在国际上也是最靠前的。而且呢这项技术的数据还被国际上最有权威的电池测试机构给认可了。
宁德时代同宝马这类国际上有名的车企展开合作,以此来稳固它在全球市场里的地位。借着与车企进行深入的合作,能够更优地知晓市场的需求,进而加快固态电池朝着商业化发展的进程。
比亚迪于固态电池制造领域展露强劲竞争力。其自行研发的固态电池技术具备高安全性以及高能量密度的特性,已在部分车型当中试装。比亚迪凭借在电池技术研发以及汽车制造领域的深厚积累,能够达成固态电池与整车的完美契合,为消费者给予更优质的新能源汽车产品。
产业链下游:应用领域固态电池于产业链的下游应用领域较为宽泛,其市场具备着极大的潜力。
在新能源汽车这个领域里,固态电池所具备的高能量密度以及高安全性,能够给电动汽车带来更久的续航里程,与此同时也能提升其安全性,这样就可以有效地化解用户对于里程方面的焦虑以及安全方面的担忧。
伴随各个汽车企业谋划固态电池之际,在接下来的数年之中,固态电池有希望变为电动汽车的主要动力来源。
蔚来ET9正式宣布在2026年配备半固态电池;其续航能够突破1000km,这样一来会增强蔚来车型的竞争力;与此同时也能推动新能源汽车行业朝着更高性能的方向前进。
储能范畴乃是固态电池关键应用方位。伴随可再生能源迅猛进展,储能体系需求逐步提升。固态电池具备高能量密度、长循环寿命以及高安全性,这让它成为储能体系的理想之选。于大规模储能电站、分布式储能等范畴,固态电池将会施展重要效用,为可再生能源平稳接入与高效运用给予支撑。
在消费电子这一领域内,固态电池的应用可使手机、平板电脑以及笔记本电脑这类设备的续航时间得以延长;与此同时还能增强它们的安全性能。现今消费者对电子产品续航能力的要求日益增高,而固态电池的问世恰好能够满足此需求,进而为消费电子行业带来新的发展契机。
未来已来,谁能笑到最后伴随技术的进展以及产业化进程的加快,固态电池的市场规模有希望呈现出爆发性的增长态势。
据中研普华产业研究院报告,预计到2030年,全球固态电池出货量将增长至614.1GWh,全球电池市场渗透率有望增长至10%。
中国固态电池市场空间预计在2024年至2030年的这段时间会扩充了200亿元,其年复合增长率也有希望维持在了较高水平。
日本市调机构富士经济预测,2024年全固态电池全球市场规模预估为1158亿日元(约合人民币54.19亿元),达2023年的4倍。
自2025年后,全固态电池预估将扩大应用于无人机、医疗机器、后备电源等用途,2045年预估将扩大至8兆7065亿日元(约合人民币4073.51亿元),将达2023年的299.2倍水准。
未来固态电池的市场潜能颇为巨大,于新能源汽车、储能以及消费电子等领域的应用将会持续拓展,进而成为推动全球能源发生变革的关键力量。
竞争格局分析在固态电池这个领域里,各大企业于技术方面、产能方面以及市场份额方面都在进行着激烈的角逐,从而形成了一种多元化的竞争格局。
技术层面,不同企业在硫化物方面;以及在氧化物聚合物等技术路线上各有侧重。
宁德时代于硫化物路线投入诸多研发资源,凝聚态电池技术的能量密度达到了500Whkg呢,在行业中处于领先地位,其技术数据经由权威技术评估报告予以确认。
丰田于硫化物固态电池的研发方面具备深厚的技术积淀;其拥有着1300余件与之相关的专利;计划在2026年至2027年期间达成量产;该专利数据源自专利数据库的查询成果。
卫蓝新能源和清陶在氧化物路线成果丰硕,卫蓝新能源半固态电池已实现量产交付蔚来,清陶也在推进氧化物固态电池产业化进程,量产交付信息来自企业交付订单记录。
恩捷股份在聚合物路线表现优异,与卫蓝新能源签署6年长期供货协议,在聚合物电解质市场占据一席之地,合作协议信息来自双方签约新闻报道。
产能方面,各大企业纷纷加大投资扩充产能。
宁德时代凭借着雄厚的资金实力以及较大的市场影响力,持续地对固态电池的产能进行扩充,以此来满足市场的需求;其产能扩充计划来源于企业的年度产能规划报告。
赣锋锂业已在江西新余建立2GW的固态电池产能,并推进投资超50亿元的赣锋新型锂电池科技产业园项目,进一步提升产能规模,产能数据和项目信息来自企业官方公告。
辉能科技0.5GWh年氧化物半固态电池产线已投产,领新新能源0.5GWh年聚合物半固态电池产线也已量产,其他企业也在积极规划和建设产能,抢占市场先机,产线投产信息来自行业新闻报道。
在市场份额方面,目前固态电池市场仍于发展之初期;尚未达成稳定之局面。宁德时代身为全球动力电池领域之领先者,依凭其技术之优势及品牌之影响力,有期望于固态电池市场占据显著份额。似丰田蔚来广汽这般汽车制造商,经由与电池企业之合作,亦能于固态电池市场获取一定之收益。伴随市场的持续拓展,加之技术的不停进步,未来兴许会有新的参与者加入,从而促使竞争格局不断发生变化。
未来固态电池市场竞争将愈发激烈。
企业要脱颖而出呢,就需要一直不断地加大对于技术创新方面的投入,以此来提升产品的性能以及质量,还得降低成本,与此同时也要强化在产业链上下游之间的协同合作。
在技术创新方面,探索新的材料以及新的工艺,以突破技术方面的瓶颈,进而提升电池的关键指标。
在成本控制领域,通过优化生产流程,实现规模化生产以及加强供应链管理,以此来降低制造成本,进而提升产品的性价比。
产业链协同方面,加强同上下游企业之间的沟通与协作;实现资源的共享以及优势的互补,进而推动固态电池产业能够健康地发展。
政策方向跟市场需求一直都在不停变动着,这些变动给竞争格局带去了很深远的影响;并且这种影响还在继续发展着,没准儿会导致新的市场格局重新构建呢。
政府针对新能源产业予以扶持,像补贴方面的政策、税收层面的优惠以及产业规划上的引导等等,这给固态电池企业的发展给予了政策方面的保障,有助于企业减少研发以及生产的成本,促使其加快技术创新与产业化的进程。
而消费者对于电池性能、价格以及安全性的需求发生了变化,这促使企业保持敏锐的市场洞察力;及时对产品策略进行调整,与此同时优化产品设计,以此来提升产品的竞争力,从而满足消费者多样化且个性化的需求。
总结与展望现在固态电池的发展正处于一个关键的历史转折“了”点。这既是电池技术领域的重大进步“了”也是推动新能源产业变革的核心力量。从技术创新取得突破“了”到量产计划逐步推进“了”;从产业链全面布局“了”到市场竞争格局初步建立“了”固态电池展现出了巨大的潜力与广阔的前景。在这个过程“里”固态电池不但带来了技术上的革新“了”还为整个新能源行业注入了新的活力。随着技术持续发展“了”量产规模渐渐扩大“了”我们能够预见到,固态电池在未来将发挥越发重要的作用。
在技术路线方面,硫化物氧化物聚合物这三大主流技术路线,均有各自的优势。它们之间既存在竞争;又彼此相互借鉴,共同为达成固态电池商业化大规模生产而不懈努力。这种情形将会促使固态电池技术持续不断地进行创新,与完善。不同的企业,或许会在关键材料的研发以及先进工艺的改进等领域,展开深度的合作,以实现技术成果的共享,进而加快固态电池技术的成熟落地进程,缩短从实验室到市场的转化周期。
从市场前景角度来讲,固态电池在各个应用领域的分布情况比较广泛,它潜在的能力非常大。
在新能源汽车这个领域里,靠着高能量的密度以及高安全性,能够提升车辆的续航里程还有安全性能,进而加快电动汽车去替代传统燃油车的进程,推动汽车产业实现转型与升级。
在储能领域,能够提升储能的效率以及稳定性;为可再生能源的存储与利用给予支撑,进而助力能源结构的调整以及可持续能源体系的构建。
在消费电子这个领域里,会给各类电子产品带去更长久的续航时间以及更高的安全性能,给消费者带去更优的体验,进而推动消费电子行业的创新发展。
对于投资者而言,固态电池产业链的各个环节蕴含着投资机遇;从上游的关键材料研发以及生产设备制造,到中游的电池制造,再到下游广泛的应用领域,都有可能孕育出新的巨头。
不过说真的,投资确实存在风险呢,技术研发方面有着不确定性,有可能会遭遇技术上的瓶颈;而且市场竞争十分激烈,企业或许会面临价格方面的大战;另外政策的调整也可能对企业的发展产生影响。
投资者得理性且谨慎些,深入地去研究市场的动态以及企业的基本面,进而做出科学的投资决策。
作为消费者,我们对固态电池未来满怀期待。相信不久后,它将带来续航更长的电动汽车、更安全高效的储能设备以及更便捷耐用的消费电子产品,改善我们的生活。让我们共同期待固态电池时代早日全面到来!
最后期待倾听大家想法。你最看好哪条技术路线?认为固态电池会率先在哪些领域大规模应用?欢迎在评论区留言探讨!