核心观点:
全固态电池作为一种新型电池技术,它具有更高的能量密度和安全性,技术路线主要分为氧化物、硫化物、聚合物三种类型。预计到2030年,中国全固态电池产业规模将超过1000亿元。全球范围内,全固态电池技术也受到了欧美、日韩地区的重视,各地区根据自身特点发展出不同的模式。
全固态电池技术目前正处于发展初期,面临材料、界面接触和生产制造等挑战。硫化物全固态电池需要克服空气稳定性差、界面易反应和高制造成本等问题,恩力动力为代表的制造商正通过材料研发和工艺改进来解决问题。氧化物技术路线的挑战在于材料的易脆性、接触不良和特殊工艺要求,太蓝新能源等制造商正在通过技术攻关来克服难题。而聚合物路线则需要解决电解质的低导电率、化学和热稳定性差以及低机械强度的挑战,欣旺达等制造商正在通过材料创新和工艺改进来应对挑战。
全固态电池因高安全性和强环境适应性有望在科研和新兴科技领域率先应用。随着规模化生产的实现,预计成本将降低,性能将提升,应用将逐渐扩展至传统电子和电动载人工具场景。预期全固态电池技术成熟后,成本将显著下降,全固态电池有望应用在对成本敏感且对安全性要求高的工业和储能场景。
人工智能为代表的新兴技术将推动全固态电池材料发现、电池设计、电池制造、BMS等关键环节的进步。预计中、日、韩为代表的技术领先国家将在全球市场展开激烈竞争,随着全固态电池的应用推广,竞争逐渐走向白热化。全固态电池的应用有望从单一场景拓展至多元场景,推动产业良性发展,加速能源产业重构。
目录:

中国全固态电池产业现状分析
2.1 中国全固态电池的产业图谱
2.1.1 电池厂商把控产业关键环节,是推动研发和量产的中坚力量
全固态电池的产业链涵盖了从原材料的开采到最终应用的各个环节,技术的不断进步和产业化的加速推进,预示着全固态电池未来将在多人领域发挥要作用、电池制造商是主导研发、推动产业化发展的核心力量,锂电池巨头审点把控电池设计、组装和测试等关键环节。全固态电池未来应用领域广泛,有望在消费领域率先落地。
中国全固态电池产业图谱

注:图谱仅包含代志额域的部分企业,未包含全部企业,且排序不分先后,应用场量不包含军工领域
2.1.2 动力电池厂商积极布局全固态电池技术研发,部分厂商已实现原型样件的开发
中国动力电池厂商积极布局全固态电池的研发,部分厂商已实现全固态电池A样的生产与测试,并聚焦生产工艺和电池材料的进一步探索。
随着越来越多的全固态电池厂商取得技术进展,亿欧智库认为全固态电池技术有望在未来几年内实现重要突破。

2.1.3 要实现全固态电池技术的成熟和量产,必须解决材料、界面接触和生产制造问题
全固态电池当前处于技术萌芽期,材料和工艺尚处于探索和研究阶段,距离规模化量产还有一定的距离。
全固态电池在技术方面主要需要解决材料和界面接触问题,在生产制造方面主要需要解决工艺不成熟、制造设备不完善的问题。
中国全固态电池技术发展尚处于初始阶段

当前阶段主要面临的问题
技术方面:材料问题
固态电解质的离子电导率偏低相比于液态电解质,固态电解质的离子迁移能垒较高,导致离子电导率较低。
金属锂的可充性问题金属锂作为负极材料时,其在充放电过程中容易产生枝晶。
技术方面:界面接触问题
固-固界面接触不良导致导电性差固态电解质缺乏流动性,导致其与电极之间的接触面积较小,从而增加了界面阻抗。
固-固界面接触的化学稳定性差界面处的化学稳定性不佳导致空间电荷层的形成界面反应生成界面层和元素的相互扩散。
生产方面:生产制造问题
生产工艺缺失适合全固态电池的量产技术尚未成熟,部分工艺尚处于研究和改进阶段。
制造设备不完善全固态电池需要的部分独特环节需要特定的制造设备,部分设备尚未实现量产。
2.2 硫化物路线主要需要解决空气稳定性、界面反应、材料制造成本等方面的问题
由于离子电导率高、温度适应性强,硫化物全固态电池具有能量密度高和易携带的核心优势。
目前该技术路线面临多个挑战,包括硫化物电解质特性导致的空气中稳定性差,可能产生空间电荷层和界面副反应,以及材料和制造成本较高。为了克服这些挑战,相关企业正在探索改良电解质配方、优化界面处理技术,并寻求成本效益更高的材料和制造工艺。
硫化物全固态电池的核心优势与主要难点

2.2 材料技术研发、生产工艺改进和生态合作三者结合,有望解决硫化物路线面临的难题
针对硫化物技术路线面临的难题,恩力动力通过整合材料技术、生产工艺和产业链合作,展示了解决硫化物全固态电池技术挑战的潜力。
该公司通过采用改性材料和界面保护材料来增强电池的稳定性,同时自主研发设备来优化生产流程。此外,恩力动力还与上下游合作伙伴紧密协作以降低成本和提高生产效率。预计到2026年,硫化物全固态电池将实现大规模生产。这些高性能电池预计将首先应用于高价值领域,如DEMO机器人等,以满足这些特殊场景对电池性能的严苛要求。
恩力动力通过加强研发与合作保障自身优势
恩力动力综合利用新材料开发、新工艺研究、上下游合作多种方式,保障硫化物技术路线的稳定性,并降低产品成本,逐步实现硫化物全固态电池的开发与生产。
恩力动力针对不同需求设计不同类型的电池产品

预计恩力动力2026年及以后实现硫化物全固态电池量产

2.3 氧化物技术路线需要解决氧化物材料带来的易脆、接触不良、需要特殊工艺难题
氧化物技术路线采用氧化物电解质,该类电解质在化学稳定性和热稳定性方面表现优异,具有较强的可靠性和安全性。
氧化物电解质机械强度高伴随着脆性大的特质,这种特质带来了固固界面接触不良的问题,以及需要在高温高压条件下进行烧结的工艺难题。为了解决氧化物电解质特性带来的难题,相关企业正在探索多种策略,包括界面修饰、材料创新以及优化电池设计等。
氧化物全固态电池的核心优势与主要难点

(部分内容)

本文内容来源于亿欧智库等公开信息,“新能源技术与装备”整理,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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