中國固態電池行業發展如何

• 劉春天 2023年7月28日 來源：中研網 936 58
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全球固態電池研發可分為中國、日韓及歐美三個陣營。在技術方向上，日韓起步最早并選擇了硫化物固態電解質路線，目前日韓企業持有固態電池專利數全球領先，據Patent Result統計，截止2022年3月末全球專利數排名前十全是日韓企業；歐美選擇氧化物固態電解質路線居多，且

根據《2023-2028年中國固態電池行業發展趨勢與投資研究報告》分析，固態電池是一種新型的電池技術，與傳統液態電池相比具有許多潛在的優勢。固態電池使用固態電解質代替傳統液體或凝膠電解質，這使得它們更安全、更穩定，并且能夠提供更高的能量密度。固態電池采用固態電解質，部分或全部替代液態電解質，可大幅提升電池的安全性、能量密度，是現有材料體系長期潛在技術方向。依據電解質分類，電池可細分為液態(25wt%)、半固態(5-10wt%)、準固態(0-5wt%)和全固態(0wt%)四大類，其中半固態、準固態和全固態三種統稱為固態電池。

固態電池行業在國民經濟中具有重要的地位，尤其是在可再生能源、電動交通和便攜式電子設備等領域。以下是固態電池行業在國民經濟中的幾個方面：

新能源發展：固態電池作為下一代高性能、高安全性電池技術之一，在新能源領域具有廣闊的應用前景。固態電池可以提高儲能系統的效率和可靠性，推動可再生能源（如太陽能和風能）的更廣泛應用，并幫助實現清潔能源轉型。

電動交通：隨著對環境友好和可持續交通方式的需求增加，電動汽車市場快速發展。固態電池具有高能量密度、長壽命和更高安全性的特點，有望成為電動汽車領域的突破性技術。發展固態電池可以促進電動交通產業鏈的升級和轉型，提高電動汽車的續航里程、充電速度和安全性能。

便攜式電子設備：隨著移動互聯網的普及和便攜式電子設備的多樣化需求，對電池技術的要求也越來越高。固態電池因其更高的能量密度、更小的體積和更長的使用壽命等優勢，有望成為未來便攜式電子設備（如智能手機、平板電腦、可穿戴設備）的首選電池技術。

高端制造業：固態電池行業的發展將帶動與之相關的產業鏈發展，包括原材料供應商、設備制造商、電池組裝廠商等。這將促進高端制造業的升級和轉型，提高我國在電池制造領域的技術水平和競爭力。

固態電池作為一項重要的新興技術，具有推動可持續發展和經濟轉型的潛力。政府和企業在固態電池研發、生產和應用方面的投資和支持將有助于加速固態電池行業的發展，并促進國民經濟的可持續增長。

固態電池基礎研究歷史悠久。1831年-1834年，邁克爾·法拉第發現了固體電解質硫化銀和氟化鉛，為固態離子學奠定了基礎。1950年代后期，科學家發現了采用固體電解質的銀導電電化學系統。1967年，科學家發現快速離子傳導β，該離子可用于氧化鋁，啟動了對具有更高能量密度的新型固態電化學器件的開發，例如熔融鈉/β-氧化鋁/硫電池在美國福特汽車公司和日本NGK開發。在系統開發中，有機物固態電解質（聚環氧乙烷（PEO））和無機物固態電解質（NASICON）被發現。1990年代，美國橡樹嶺國家實驗室開發了新型固態電解質：氮化鋰磷氧（LiPON），可用于制造薄膜鋰離子電池。2011年，Kamaya等人展示了第一個固體電解質（LAGP），能夠在室溫下實現超過液體電解質對應物的體積離子電導率。2017年，鋰離子電池的共同發明者約翰·古迪納夫推出了一款固態電池，它使用玻璃電解質和由鋰、鈉或鉀組成的堿金屬陽極。

基礎技術研發深度沉淀，固態電池逐步邁向產業化。鋰電池作為目前最廣泛使用的動力電池產品，其性能指標要求也將不斷提升。固態電池在性能方面具有更大的優勢，是電池技術發展的遠期目標，各個國家也制定了相關政策文件指引：

中國：2017年和2021年中國分別發布固態電池相關政策方案，旨在推動固態電池比容量達500Wh/kg、超過600WWh/kg；

美國：發布鋰電池國家藍圖（2021-2030），將遠期目標定為動力電池能量密度達500Wh/kg并實現100%去鈷化和去鎳化；

歐盟：發布相關政策文件將電池實現400Wh/kg能量密度作為遠景目標。

全球固態電池研發可分為中國、日韓及歐美三個陣營。在技術方向上，日韓起步最早并選擇了硫化物固態電解質路線，目前日韓企業持有固態電池專利數全球領先，據Patent Result統計，截止2022年3月末全球專利數排名前十全是日韓企業；歐美選擇氧化物固態電解質路線居多，且均在直接開發鋰金屬負極應用；中國三種固態電解質路線均有布局，在開發全固態電池的同時也在大力發展對現有產業更友好的半固態電池。

固態電池具有能量密度更高、安全性更強、工藝更極致等多方面優勢，已成為公認的下一代電池技術。目前固態電池處于早期發展階段，考慮到當下液態鋰離子電池性能還能滿足應用需求且具備明顯成本優勢，在中短期內仍將占據主流。從市場應用的進程看，固態電池將首先應用于消費電子等小容量市場，后逐步向高端、中端電動汽車滲透，最后廣泛應用于低端電動車及儲能市場。

根據SNE research預計2030年左右可研發出可具備大規模商業化的全固態電池。據SNE research相關測算數據顯示，截至2022年底，全球固態電池市場規模約達到約2750萬美元，預計至2030年底，全球固態電池市場規模有望增長至400億美元的市場規模，CAGR達180%，市場空間值得期待。

根據2022年的公開數據顯示，中國固態電池行業的工業總產值已經開始顯現增長的趨勢。當時，隨著技術進步和市場需求的增加，中國的固態電池企業不斷擴大生產規模，投資于研發和生產設施，并積極推動固態電池技術的商業化進程。

截至2022年底，中國固態電池行業的工業總產值超過了數十億元人民幣。固態電池作為一項前沿技術，具有廣泛的應用前景，包括電動汽車、儲能系統和移動設備等領域。因此，預計隨著技術的成熟和市場的發展，中國固態電池行業的工業總產值將繼續增長，并為國家的科技創新和經濟發展做出重要貢獻。

在固態電池行業，預測未來需求產品和服務的功能包括以下方面：

高能量密度：固態電池的高能量密度是一個重要功能。隨著電動汽車、無人機和便攜設備等市場的增長，對更高能量密度的需求也會增加，以實現更遠的續航里程或延長使用時間。

快速充電：快速充電功能是用戶所期望的關鍵特性之一。隨著用戶對充電時間的要求越來越高，固態電池的快速充電能力將成為競爭優勢。這樣的功能可以減少充電時間，提高用戶體驗。

長循環壽命：固態電池具有較長的循環壽命，這意味著它們可以經受更多次的充放電循環而不損失性能。長循環壽命對于需要長期使用、高頻充電和放電的應用領域尤為重要，如電動汽車和儲能系統。

安全性：安全性是固態電池行業關注的一個核心問題。固態電池相對于傳統液態電池更具有抗熱、抗沖擊和抗滲漏的特性，從而降低了事故風險。未來需求產品和服務將繼續關注提高固態電池的安全性能，以滿足用戶和市場的要求。

溫度范圍適應性：固態電池的適應性很重要，尤其是在極端溫度條件下的工作能力。對于一些特殊應用領域，如航空航天、工業自動化和戶外設備，固態電池需要具備較廣的工作溫度范圍，并能在極低或極高溫度下保持穩定性能。

成本效益：固態電池行業追求成本效益也是一個重要趨勢。預計隨著技術進步和規模化生產，固態電池的成本會逐漸降低。為了滿足不同市場的需求，未來的產品和服務將更加注重成本效益，使固態電池在各個領域能夠具備競爭力。

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