PPT | 半固态电池应运而生，抢占下一代锂电技术制高点
编辑 | 国际能源网/储能头条 团队
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要点
全固态电池规模化量产尚需5-10年，半固态成过渡期优选。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。但全固态电池还有离子电导率低导致性能变差、成本高昂等缺点有待解决，而半固态电池由于高安全性、长寿命与良好的经济性，成为液态电池向全固态电池过渡的产品。2022~2023年会有一批领先的半固态电池企业逐渐发布车规级电池，2022年蔚来发布ET7、东风发布E70、岚图发布追风等搭载半固态电池的车型，预计半固态电池的商业化转折点会在2024~2025年，2030年全固态电池实现商业化应用。固态电池将优先从高端应用市场开始商业化，例如无人机、医用等领域，逐步向动力及消费电池领域扩展。
半固态对产业链冲击有限，固态电解质成膜是关键。固态电池通常采用软包+叠片封装工艺，中后道工序变化大，不需注液化成。作为过渡阶段的半固态电池供应链与现有供应链的重合度很高，隔膜通过复合固态电解质涂层增加了价值量，电解液添加剂对于原位固态化合成复合固态电解质，固态电解质成膜工艺成为关键。半固态推动新型添加剂、复合涂层隔膜、凝胶态电解质、高性能正负极等关键材料体系的创新。
制造成本显著降低，降本须应用锂金属负极。2020年在固态电池成本构成中，固态电池正极浆料混有部分电解质，成本约60＄/kWh，较液态锂离子电池正极提高了约50%；未来采用锂金属负极可以降本30%至60%左右，否则固态电池经济性不具竞争力；固态电池隔膜成本略高于液态锂离子电池；装配与测试成本显著降低。半固态降本亟需规模效应，我们认为50GWh是半固态与液态锂电池规模效应的临界点。
氧化物体系进展最快，或叠加聚合物改善界面柔性，硫化物体系远期技术空间高。固态锂电池的研发路线有聚合物、氧化物和硫化物电解质三种。目前氧化物体系的步调最快，硫化物体系紧随其后，高能聚合物体系还处于实验室研发阶段。清陶能源现有技术路线是氧化物体系，未来研发聚焦于聚合物与硫化物体系，2020年已经建成了全国首条固态动力电池规模化生产线；卫蓝新能源专注于无机氧化物与聚合物固态电解质的研发，有三十年的技术积累优势，厚积薄发；赣锋锂电走氧化物厚膜路线，与孚能科技均已经建成了中试生产线；蜂巢能源的半固态果冻电池已经投产；相较于研发半固态电池，宁德时代偏向于硫化物电解质的开发，同时专注于通过电池结构改性提高性能。
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