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动力电池成本系列报告之三:固态电池  [复制链接]

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固态电池有望成为下一代高性能锂离子电池。(1)固态电池将液态电
解质替换为固态电解质,安全性高,大大降低了电池热失控的风险;(2)
固态电池电化学窗口可达 5V 以上,允许匹配高能正极,电池负极可以采
用金属锂,提升理论能量密度,有望解决新能源汽车里程焦虑问题;(3)
固态电池可简化封装、冷却系统,电芯内部为串联结构,在有限空间内
进一步缩减电池重量,体积能量密度较液态锂离子电池(石墨负极)可
提升 70%以上。目前,(1)聚合物固态电解质率先实现应用,但存在高
成本和低电导率两个致命问题;(2)氧化物固态电解质综合性能好,
LiPON 薄膜型全固态电池已小批量生产,非薄膜型已尝试打开消费电子
市场;(3)硫化物固态电解质电导率最高,研究难度最高,开发潜力最
大,如何保持高稳定性是一大难题。

◆固态电池领域进入“军备竞赛”阶段,各企业期望抢占先机以赢得市
场份额。固态电池领域市场参与者众多,车企、电池企业、投资机构、
科研机构等在资本、技术、人才三方面进行博弈。随着越来越多的企业
加入,固态电池产业化进程不断加速:(1)中国企业纵向联合,高校及
研究机构科技成果初尝产业化;(2)欧美多国政府拨款助力固态电池研
发,科研机构及固态电池初创企业是主力,各大车企纷纷投资;(3)日
本电池领域底蕴深厚,企业依靠自身优势组建研发团队攻克技术难关,
同时车企横向联合共同开发电池技术,科研机构、车企、电池和材料企
业等多行业抱团共同参与研究;(4)韩国电池企业选择纵向联合,共同
开发固态电池技术。

◆固态电池的工艺路线尚不成熟,降本仍需过程,全面产业化预计需要
5-10 年。2020 年 3 月初,三星高等研究院(SAIT)与三星日本研究中心
(SRJ)在《自然-能源》介绍了其在固态电池领域的最新进展,银碳基
全固态电池能够实现 900Wh/L 高能量密度、1000 圈以上长循环寿命及
99.8%极高充放电效率,电池一次充电后可驱动汽车行驶 800 公里。但
生产环境要求苛刻,银碳层大规模生产所需的贵金属纳米银成本较高;
短期产业化并不现实;目前,各家对固态电池的而研究仍在过程中,简
单将液态电解质替换为固态电解质并不能大幅提升电池能量密度,只有
匹配高能电极材料才能实现能量密度的跨越。我们认为降本需要:(1)
更低的物料价格;(2)稳定完善的供应体系(高质量锂箔供应);(3)工
艺改进(bipolar stack 工艺)。

◆投资建议:我们认为,向全固态锂电池过渡是锂电技术进步的重要趋势;
目前,全球都在加快固态电池的研发,虽然距离产业化尚需时间,但如电
解质或负极材料选择与改性、电池工艺革新都应是一步一步探索的过程;
我们建议持续关注企业与科研单位的创新技术成果的发布、并持续关注龙
头公司的锂电产品的研发进展

动力电池成本系列报告之三:固态电池.pdf (2.05 MB) (预览)
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