固态电池产业正处于产业化初期,技术路线多元化,主要分为聚合物、氧化物、硫化物和卤化物四种。其中,硫化物路线潜力最大,但成本较高,技术难度最大;氧化物路线安全性好,成本较低,但电导率一般;聚合物路线加工性能好,但性能提升有限;卤化物路线进展相对较快,综合性能和成本优势明显。
固态电池在能量密度、安全性、环保性等方面均优于液态电池,将在新能源汽车、储能、消费电子等领域逐步替代液态电池。2024年,固态电池需求有望达到4GWh,2030年需求有望达到322GWh,市场规模有望达到2578亿元。
全球固态电池竞争格局中,中国企业产品和技术路线多样化特征明显,海外企业产品以固态电池为主,技术路线上日韩以硫化物为主,美国三条路线均有。主流车企的固态电池技术路线尚未统一,但普遍认为全固态电池技术将在2026-2027年实现商业化应用。
固态电池产业化的难点在于固-固界面的接触,硫化物体系存在高专利壁垒,生产设备与标准体系的排斥性打击,以及成本问题。中国企业通过技术替代方案、产业链协同与政策驱动等方式应对这些挑战。
固态电池产业链图谱显示,半固态电池供应链与现有液态电池的重合度较高,全固态电池供应链与现有液态电池的重合度较低,从上游原材料、正极、负极、电解质、电池制造等环节均有较大的变化,将带来较大的投资机会。
政策端,我国政策层面积极推进固态电池产业化,出台了一系列政策支持固态电池技术研发及产业化。国内头部企业较多采用硫化物+硅碳负极路线,海外头部企业较多采用硫化物+锂金属负极路线。
案例分析显示,丰田采用硫化物固态电解质路线,计划2027年实现全固态电池小批量生产;三星采用银碳负极+硫化物电解质路线,计划2027年前正式量产固态电池。