全固态电池是下一代电池技术竞争的关键制高点

一、事件 1月21日，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在中国全固态电池产学研协同创新平台成立大会上表示，全固态电池是下一代电池技术竞争的关键制高点，预计2030年有望实现产业化； 3月25日，智己汽车联席CEO刘涛在微博发文透露，准900V超快充固态电池即将在智己L6量产上车； 3月30日，据上汽集团发布消息，智己L6定档4月8日发布。智己L6率先搭载行业首个量产上车的“超快充固态电池1. 一、事件 1月21日，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在中国全固态电池产学研协同创新平台成立大会上表示，全固态电池是下一代电池技术竞争的关键制高点，预计2030年有望实现产业化； 3月25日，智己汽车联席CEO刘涛在微博发文透露，准900V超快充固态电池即将在智己L6量产上车； 3月30日，据上汽集团发布消息，智己L6定档4月8日发布。智己L6率先搭载行业首个量产上车的“超快充固态电池1.0”。 采用“超高离子电导率复合固态电解质”，以及“干法固态电解质一体成型”工艺技术。突破1000公里超长续航。 另外，智己汽车全球首发“智慧数字底盘”。 二、简介 固态电池是指采用固态电解质的锂离子电池。 与传统锂电池相比，全固态电池最突出的优点是安全性。固态电池具有不可燃耐高温、无腐蚀。 不挥发的特性。 固态电解质是固态电池的核心，电解质材料很大程度上决定了固态锂电池的各项性能参数，如功率密度、循环稳定性、安全性能、高低温性能以及使用寿命。 按照电解质材料的选择，固态电池可以分为聚合物、氧化物、硫化物三种体系电解质。 其中，聚合物电解质属于有机电解质，氧化物与硫化物属于无机陶瓷电解质;按照正负极材料的不同，固态电池还可以分为固态锂离子电池(沿用当前锂离子电池材料体系，如石墨+硅碳负极、三元正极)和固态锂金属电池(以金属锂为负极)。 其中美、中、欧企业偏好氧化物与聚合物体系，而日韩企业则更多致力于发展硫化物体系。目前商业化应用进展最快的是氧化物与聚合物体系。 三、优势 固态电池由于能在根本上提升两大核心性能——能量密度和安全性，被认为是最具前景的新一代动力锂电技术。 具体来看， 1）高能量密度，据估计其单体能量密度最高能达到900Wh/kg，能达到当前三元锂电池的2-10倍，有望彻底解决里程焦虑问题； 2）高安全性，许多无机固体电解质材料不可燃，聚合物固体电解质存在一定可燃风险，但相较于电解液安全性大幅提高。目前全球固态电池技术还不成熟，固态电池存在固a固界面接触难题，内阻较大，循环性能、倍率性能差。 与液态电解液相比，固态电解质的电导率/锂离子迁移率低1a2个数量级，电导率低，全电池阻抗大，导致循环性能、倍率性能差。 电极材料在充电时膨胀，放电时受挫，液态电解液--电极(液体--固体)接触相对较好，而固态电解质--电极(固体--固体)难以持长期稳定的接触，并加大了固体电解质破裂或分离的可能，电池内阻较大。 四、产业链及现状 固态电池产业链主要变化在中游电解质和负极材料。 固态电池产业链与液态锂电池大致相似，区别在于中游的负极材料和电解质不同。 主流厂商按照半固态到全固态的发展路径布局，核心变化在于引入固态电解质，负极将从石墨，向硅基负极、含锂负极，再向金属锂负极升级；正极从高镍三元，向高电压高镍三元、超高镍三元，再向尖晶石镍锰酸锂、层状富锂锰基等新型正极材料迭代；隔膜从传统隔膜，向氧化物涂覆隔膜，再向固态电解质膜升级。 据中国能源报梳理，目前包括奔驰、宝马、福特、通用、现代、丰田、本田等车企和宁德时代、中创新航、LG新能源、孚能科技等电池企业均已布局固态电池赛道，其中部分企业已公布量产时间表。 例如，丰田预计2025年将实现固态电池大规模量产应用；本田、日产均表示其全固态电池生产线将在2024年投入运营；LG新能源则预计2026 年实现全固态电池量产。 当前主流的三元锂电池和磷酸铁锂电池均属于液态电池，由于电解液的存在，能量密度大打折扣，并始终面临充电效率低、碰撞起火等问题。出于对高能量密度和高安全性电池的追求，各国企业进入军备竞赛阶段，加注研发固态电池。 华西证券杨睿表示，近期多家企业固态电池在性能提升、量产进度等方面不断推进，有望加速（半）固态电池的产业化进程。据GGII预计，2024年固态电池（半）有望实现大规模装车，全年装机量有望超过5GWh。 新技术的持续开发将带来相关材料环节的突破和变化，率先布局固态电池及相关产业链的厂商有望受益于产业化进程加快。作者利益披露：原创，不作为证券推荐或投资建议，截至发文时，作者不持有相关标的。