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文档简介

核心观点u全固态电池作为一种新型电池技术,

它具有更高的能量密度和安全性,

技术路线主要分为氧化物、

硫化物、聚合物三种类型。

预计到2030年,

中国全固态电池产业规模将超过1000亿元。全球范围内,全固态电池技术也受到了欧美、

日韩地区的重视,各地区根据自身特点发展出不同的模式。u全固态电池技术目前正处于发展初期,

面临材料、界面接触和生产制造等挑战。硫化物全固态电池需要克服空气稳定性差、界面易反应和高制造成本等问题,恩力动u人工智能为代表的新兴技术将推动全固态电池材料发现、

电池设计、电池制造、

BMS等关键环节的进步。预计中、

日、韩为代表的技术领先国家将在全球市场展开激

烈竞争,随着全固态电池的应用推广,竞争逐渐走向白热化。全固态电池的应用有望从单一场景拓展至多元场景,推动产业良性发展,加速能源产业重构

u多个国家和地区,包括中国、美国、欧洲、

日本和韩国,都在积极推动全固态电池技术的研发和产业化。国家的政策支持、企业研发投入和学术界的创新研究,共同构成了全固态电池技术发展的全球网络。技术突破和成本降低将加速全固态电池的商业化进程,预计2026年及之后有望实现大规模生产和应用。u全固态电池因高安全性和强环境适应性有望在科研和新兴科技领域率先应用。随着规模化生产的实现,预计成本将降低,性能将提升,应用将逐渐扩展至传统电子和

报告背景未来发展备受期待。uu1.1全固态电池的概念和特征1.2全固态电池产业驱动因素1.3产业发展趋势与产业规模中国全固态电池产业现状分析2.1

中国全固态电池的产业图谱2.2中国硫化物全固态电池当前发展情况2.3中国氧化物全固态电池当前发展情况2.4中国聚合物全固态电池当前发展情况中国全固态电池的应用场景研究3.1全固态电池落地场景分类3.2典型落地场景分析3.3全固态电池场景拓展路线研究中国全固态电池产业发展趋势洞察4.1技术趋势4.2产业趋势4.3生态趋势4.4竞争趋势中国全固态电池产业现状分析2.1

中国全固态电池的产业图谱2.2中国硫化物全固态电池当前发展情况2.3中国氧化物全固态电池当前发展情况2.4中国聚合物全固态电池当前发展情况中国全固态电池的应用场景研究3.1全固态电池落地场景分类3.2典型落地场景分析3.3全固态电池场景拓展路线研究中国全固态电池产业发展趋势洞察4.1技术趋势4.2产业趋势4.3生态趋势4.4竞争趋势 三元高镍材料

富锂锰基空气尖晶石镍锰酸锂sio-Gr

硅碳材料

锂金属sio-CNT硅基材料碳基材料全固态电池技术快速发展u全固态电池是构成电池的所有部件均是"固态"

的电池。

该类型电池通过使用固态电解质替代电解液,不仅实现了更稳定的化学性能,还拓宽了

电化学窗口,使得电池能够适配高电压正极材料以及高比容量负极材料,进而显著提高电池的能量密度,预期该类型电池2026年将迎来量产。300wh/kg高镍三元+sio-Gr/sio-CNT280wh/kg三元(镍钴锰)

+石墨/硅氧化物275wh/kg四元

(镍钴锰锂)+石墨/硅氧化物_-————250wh/kg三元

(镍钴锰)+石墨250wh/kg

镍锰酸锂+石墨

四元

(镍钴锰锂)+石墨225wh/kg镍锰酸锂+石墨半固态电池技术

快速发展液态电池技术快速发展正极材料发展趋势:磷酸铁锂

镍锰酸锂

三元材料四元材料负极材料发展趋势:201920202021202220232024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E400wh/kg高镍三元

富锂锰基

尖晶石镍锰酸锂+

硅基材料

碳基材料

锂金属

硅碳材料350wh,/kg高镍三元材料+硅碳

硅氧化物,石墨260wh/kg三元

(镍钴锰)+石墨/硅氧化物亿欧智库:

电池技术发展路径

镍锰酸锂电池

(无钴)180wh/kg磷酸铁锂+石墨l70wh/kg磷酸铁锂+石墨

镍钴锰锂四元电池石墨硅氧化物>400wh/kg

空气+锂金属

镍钴锰三元电池

磷酸铁锂电池

全固态电池

半固态电池能量密度u全固态电池电芯中液体含量:0%工作温度范围:-400C-1500C

能量密度:300wh/kg•

宽温运行受高低温影响更

小,相比液态、

半固态电池具有

更大的工作温度

范围。•

安全固态电解质代替

电解液,

电池稳定性更强。•

能量密度高

能够兼容高比容

量正负极材料,

能量密度提升。•

体积小采用固态电解质

后无需隔膜,

池整体体积变小,

更节约空间。液态电池电芯中液体含量:20%工作温度范围:-100C-555℃能量密度:

≤300wh/kg半固态电池电芯中液体含量:5%-10%工作温度范围:-100c-80c能量密度:

200-500wh/kgu全固态电池采用固态电解质替代电解液后,

电芯不再需要隔膜,电池结构趋于简洁。u与液态及半固态电池相比,

全固态电池能够在更宽广的温度范围内稳定运行,

展现出更高的热稳定性和化学安全性。

此外,

全固态电池支持更高的

能量密度,

这意味着在相同电能输出下,电池体积更为紧凑,

有助于节省空间并提高设备的能效比。优势主要类别有机物电解质类无机物电解质类聚合物电解质全固态电池(复合材料为主)氧化物电解质全固态电池硫化物电解质全固态电池聚氧化乙烯

(PEO)

/聚丙烯腈(PAN)/聚硅氧烷(PS)电解质材料 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

等聚合物电解质

+其他类别电解质材料NAS

ICON/LL

ZO/LL

TO非晶态:

Lip

oNLPGS体系:Lisnps/Lisips电解质离子导电率PEO:

10

-10

S/cmPAN、

PS:

10

-10

S/cmPMMA:

10

-10

S/cmNASICON:

1o"4S/cmLLZO:

10

-10

S/cmLLTO:1055-

1033S/cmLisips:

10

-10

S/cmLisnps、

LiGPS:

10

-10S/cm电化学窗口较窄

(0-4V)宽

(0-5.5v)较宽

(0-55v)界面抗阻较大很大大界面相容性高高低热稳定性高高高空气稳定性高高较差

(水解生成H2S)能量密度预期达600wh/kg预期达700wh/kg预期达900wh/kg技术难点离子电导率较低、

循环寿命较短机械加工容易脆裂对空气敏感u从固态电解质的化学体系角度看,

全固态电池主要包括聚合物、

氧化物和硫化物三种类型。u亿欧智库:当前全固态电池主要类别LPS体系:晶态:Li

GPS-5

-4-4

-3-6

-5-3

-2u亿欧智库认为随着技术进步和规模化生产的实现,

全固态电池的整体成本将逐步降低。亿欧智库:典型全固态电池电池性能和成本估算表锂金属3860mAh/g70万元/吨能量密度:

电芯电压:材料:成本:材料:克容量:成本:材料:克容量:成本:高镍三元280mAh/g

16.8万元/吨吨富锂锰基300mAh/g

16.8万元/吨吨尖晶石镍锰酸锂

133mAh/g16.8万元/吨高镍三元280mAh/g

16.8万元/吨吨富锂锰基300mAh/g

16.8万元/吨尖晶石镍锰酸锂

133mAh/g16.8万元/吨450

900wh/kg3.6-5VLPS/LPG

S200-250元

吨LL

ZO+PE

O50-60万元/吨400-600wh/kg3.6-5V450

700wh/kg3.6-5.5VLATP

(属于NASICON)/LL

ZO/LL

TO

30-40万元/吨富锂锰基300mAh/g16.8万元

吨硅氧300mAh/g万元/吨高镍三元280mAh/g16.8万元/吨硅碳610mAh/g12万元/吨总成本:

1.9

3.5元

wh制造成本:

1.4-2.2元/wwh材料成本:

0.5-1.3元/wwh总成本:2.8-4.6元/wwh制造成本:

1.3

1.8元

wh材料成本:

1.5-2.8元/wwh总成本:3.7-6.2元/wh制造成本:

1.1-1.4元/wwh材料成本:2.6-4.8元/wh锂金属3860mAh/g70万万元/吨硅氧300mAh/g

9万万元吨硅碳610mAh/g

12万元/吨uu

日本、

韩国在全固态电池发展方面较为领先,

日韩以大型企业设立实验室、

子公司的形式支持全固态电池发展,在技术路线上更加聚焦硫化物路线的发展。欧美地区通过投融资全力支持全固态电池初创企业发展,技术路线具有多样性。u在企业关系方面,日韩企业更多以技术合作、业务合作的形式加强联系,美欧企业在相关产业上的投融资合作密切。2012年起投资Quantumscape,并为投资solid

power,2017年起与其合作

开发基于固态电池技术的新能源汽车。雷诺-日产-三菱联盟在2018设立基金投

资lonicMaterials,聚焦固态电池开发。2011年子公司Batscap生产出30kwh金属锂聚合物电池,2023年子公司Bluesolution与富士康旗下solidEdge

solution合作,生产两轮固态电池。TOYOTA2023年电池技术突破,2023年宣布全

固态电池量产时间推迟到2030年以后。2023年开发出全固态电池,计划2025

年建设示范生产线,2028年全固态电2020年开发出全固态电池样品,

计划2024年建设示范生产线,2025年实现

全固态电池应用在汽车领域。2023年公开快充全固态电池,将于2025-2029年量产面向无人机的小型全

固态电池。su

snes

n

2025年开发出大型电池生产技术,

2027年实现量产。2017年宣布研发固态电池并建设中试

线;2020年投资lonicMaterials,预

计2025年实现量产。⃞LGEnergysolution2023年建设半固态电池生产线,计划2026年实现聚合物半固态电池商业化,2028年开发出硫化物全固态电池。2024年宣布与solid

power合作,计划

2026年完成聚合物、氧化物复合材料

电池和硫化物固态电池原型,2028年

实现商业化。2022年完成固态电池试验线安装;2023年生产出全固态电池样品;计划2030年实现全固态电池大规模量产。2023年完成全固态电池样品,计划2025年底实现固态电池量产。202l年制造40Ah固态电池原型,2023

年在40Ah电池中实现规模化,并推出100Ah固态电池原型。计划2025年为雷诺提供零钴含量固态韩国欧洲美国2023年小规模生产固态电池,2024年

公开全固态电池量产准备路线图,

计划⃞solid

power⃞LGEnergysolution投资

合作panasonicTOYOTAu在全球电池产业快速发展的背景下,

各国政府纷纷出台政策以促进本国电池产业的繁荣。

中国在这一领域的政策支持尤为显著,

不仅发布时间较早,而且在推动固态电池等先进技术发展方面态度明确,为未来电池产业的发展方向提供了强有力的指引。2024年2月工信部《锂电池行业规

范条件

(2024年本)

》固态单体电池能

量密度≥300wh/kg,电

池组能量密度≥260wh/kg,循环寿命≥1000次

且容量保持率≥80%o2017年2月工信部《促进汽车动力电池产业发展行动方案》积极推进固态电池等新体系电池的研究和工程化开发,

2020年单

体电池比能量达到400wh/kg以上,

2025年达到500wh/kgo2018年12月工信部《重点新材料

首批次应用示范

指导目录

(2018年版)》将极薄铜箔列为先进有色金属材料,

将锂电池超薄型高性能电解

铜箔列为新型能

源材料。2020年10月国务院《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)

》加快固态动力电

池技术研发及产业化,首次将固态电池研发上升

到国家层面。2021年6月美国《锂电池国家蓝图》至2030年,美国及其合作

伙伴要建立一个完整的锂电

池供应链。2021年7月韩国《K-

电池发展战略》通过税收优惠促进电池投资,

同时"k-battery财政支持

项目"

投资1.5万亿韩元。2022年8月科技部等九部委《科技支撑碳达峰碳中和实施方

案(2022-2030年)》研发包括固态锂

离子电池储能在

内的多项高效储

能技术。2024年2月欧盟《电池战略研究与创新

议程》明确固态电池是关键技

术创新领域。2017年10月欧盟欧盟电池联盟成立建立电池联盟,

对抗特斯拉、

松下等电动车、

电池巨头。2022年9月《蓄电池产业战略》2030年实现全固态锂电

池的正式商业化应用。2015年5月工信部《中国制造2025》2025

2030年,

我国动力电池单体能量密度分别

需达400wh/kg、

500wh/kg。2023年1月工信部等六部委《关于推动能源

电子产业发展的指导意见》加快研发固态电池,加强固态电池标准体系研究。s—'!中国相关政策2015201620172018201920202021202220232024

(1-10月)亿欧智库:2015年年2024年

中国动力电池行业投资交易事件数量及金额mna事件数量

(件)

金额(亿元)

1881

-

m

m

-

m

M

m

-

u中国全固态电池领域与动力电池行业的投融资趋势具有高度相关性,融资事件聚焦具有全固态电池研发实力的动力电池厂商。近年来氧化物、硫化物技术路线的融资案例增长突出,预计这种趋势将保持并可能进一步增强。u从单笔融资金额上看,全固态电池融资量级不断上升,2020年后单笔融资量级达到十亿元级别,头部企业与尾部企业在融资能力方面的差距逐渐

拉大。

从融资事件数量方面看,2022年达到高峰,之后相关融资事件数量逐渐下降,融资事件聚焦具有核心技术能力的头部企业。亿欧智库:2015年1月

-2024年10月

18家典型中国全固态电池厂商融资事件数量跟踪58

o72

119

105

84

88

178

254

11963421290

790

888427

307

277

362

201520162017201820192020202120222023E2024E单笔融资金额达亿元级别单笔融资金额达千万元级别

聚合物路线

氧化物路线

硫化物路线241423321

245——

65%

续航和充电方面。49%

安全、电池维护与更

29%mm

27%

跌价、

污染、

缺乏维护和处理的知识积累

22%同样会引发担忧。 21%电池续航方面:担忧电池无法支持长时间的使用快手机;充电时间方面:担忧手机充满电等待时间过长;电池健康方面:

担忧随着使用电池性能下降。电池寿命方面:担忧电池容量会逐渐降低,影响使用;

电池兼容方面:

担忧后期更换的电池与电脑系统存在兼

容性问题,带来安全风险。续航里程方面:担心电池电量难以完成长途旅行;

汽车充电方面:担心行程中找不到充电站;电池安全方面:担心电池过热和热失控。运行安全方面:担心短路、过热导致爆炸;成本收益方面:担忧初期投资成本高,回报周期长;电池技术方面:担忧电池循环效率、可靠性和寿命不足。电量消耗快带来充电焦虑充电频率高带来不方便

充电时间长影响使用

电池维护和更换成本高

电池故障给使用带来麻烦

电池保修服务不到位

电池性能下降导致的二手设备价格下跌

电池可能对环境有害

电池使用和维护说明不够清晰

不太清楚如何处理废旧电池亿欧智库:2024年用户对电池担忧的TOP10因素由于当前电池技术的限制,电池普遍存在电池续航能力不足,充电频率高,充电时间长的问题。

根据调研,60%以上的用户表示会因为电池电量消耗快、充电频率高、充电时间长而担忧。用户

急需能量密度大、续航能力强、充电倍率高的电池技术与当前电池技术互补,缓解焦虑和担忧。u用户对于消费电子、

电动汽车、

储能系统等场景使用的电池普遍存在担忧和焦虑,用户痛点集中在续航、充电、安全三个方面。其中续航能力低、

充电频率高和充电时间长是引发用户电池焦虑的主要因素。亿欧智库:2024年用户对电池的主要痛点用户对于电池的痛点集中在续航、

充电、电池安全等方面。这意味

着如果使用能量密度更高、充电倍率更高、安全性更强的全固态电池与当前使用的传统电池技术互补,

能够有效缓解用户用电焦虑。手机电池电脑电池电动车电池储能电池

60%59%次要困扰集中在电池换方面。 68%主要困扰集中在电池41%u截至2023年全球各国固态电池和固态电解质

相关专利发表数量TOP5

中国

n美国

w

日本

德国

w韩国其他16%6%

40%3%

——u固态电池和固态电解质技术正成为研发焦点,全球范围内相关技术论文与专利层出不穷,实验室到量产的转化进程正逐步加速。u中国固态电池领域的发展势头强劲,近年来在技术领域取得重要进展。

中国固态电池、

固态电解质相关的技术文章和专利数量超越欧美、

日韩等老

牌强国,展现强大的技术研发实力。亿欧智库:

至2023年全球各国固态电池和固态电解质相关文章、

专利发表情况近年来,中国在电池领域的技术文章和专利数量正逐步赶超传统电池强国,全球创新格局正在经历着深刻的变

革。

中国通过在固态电池技术领域的深入研发,在学术研究上取得了重要进展。

中国正在努力实现电池领域的

弯道超车,展现出强大的竞争力和发展潜力,未来有望在全球固态电池产业中占据更加重要的地位。亿欧智库:2015

2023年全球固态电池和固态电解质

相关技术文章、

专利发表数量和占比情况固态电池技术受到全球范围的广泛关注。随着学术和产

业界在固态电池领域的深入探索,相关技术成果持续涌

现,推动着固态电池技术向成熟化、市场化迈进。2015201620172018

2019

20202021

2022

2023

21%

15%

中国

美国韩国德国截至2023年全球各国固态电池和固态电解质

相关技术文章发表占比

中国

n美国

w

日本

德国

w韩国其他截至2023年全球各国固态电池和固态电解质

相关技术文章发表数量TOP5截至2023年全球各国固态电池和固态电解质

相关专利发表占比300020001000中国

美国日本

德国韩国40003000

2000

1000

040003000

2000

1000

036%16%

技术文章

专利8%10%24%

———-__________物路线全固态电池或是成熟期的调整方向。预期2030年全固态电池产业规模超1000亿元,固态电池产业规模超l800亿元。亿欧智库:中国固态电池产业规模

半固态电池(亿元)硫化物路线全固态电池(亿元)氧化物路线全固态电池

(亿元)聚合物路线全固态电池

(亿元)

液态电池价格

(元/wh)半固态电池价格预测

(元/wh)全固态电池价格预测(元/wh)u2026mm2028年是不同技术路线全固态电池实现量产的关键阶段,

其中硫化物路线有望在2026年率先实现量产o2029年之后,随着全固态电池价格固态电池行业快速扩张:1、半固态电池快速占领市场;2、硫化物全固态电池实现量产并快速起量;3、氧化物、聚合物路线全固态电池陆续开始实现量产。固态电池行业开始结构调整:1、全固态电池替代半固态电池;2、成本更低、更安全的氧化物和聚合物路线全固态

电池替代硫化物路线全固态电池。2023

2024E

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E

1824146520374半固态电池开始实现量产,全固态电池尚处于研发阶段。0.70.41636201085491.40.60.418018832595973431

0.51062201.30.50.50.40.80.55062674653087849234202.22.22.60.51.80.5中国全固态电池产业发展趋势洞察4.1技术趋势4.2产业趋势4.3生态趋势4.4竞争趋势中国全固态电池的应用场景研究3.1全固态电池落地场景分类3.2典型落地场景分析3.3全固态电池场景拓展路线研究1.1全固态电池的概念和特征

1.2全固态电池产业驱动因素

1.3产业发展趋势与产业规模电池制造u挥重要作用。

电池制造商是主导研发、

推动产业化发展的核心力量,锂电池巨头重点把控电池设计、组装和测试等关键环节。全固态电池未来应

用领域广泛,有望在消费领域率先落地。亿欧智库:

中国全固态电池产业图谱固态电解质材料矿产资源锂矿锰矿钴矿硫化物路线正极材料消费领域氧化物路线负极材料中游聚合物复合路线动力领域储能领域注:图谱仅包含代表领域的部分企业,

未包含全部企业,

且排序不分先后,

应用场景不包含军工领域下游上游医疗设备无人机机器人储能设施机械设备evTOL电动车相机航天设备手机u中国动力电池厂商积极布局全固态电池的研发,部分厂商已实现全固态电池A样的生产与测试,并聚焦生产工艺和电池材料的进一步探索。u随着越来越多的全固态电池厂商取得技术进展,亿欧智库认为全固态电池技术有望在未来几年内实现重要突破。研发比能量280wh/kg全

固态电池,电池容量≥60Ah,2026

2027年实

现小批量生产,电池预期

搭载在比亚迪高端车型上。研发比能量350wh/kg

全固态电池,电池循

环寿命可达3000圈,预期2026

2027年实现

小批量上车实验。研发比能量350wh/kg全

固态电池,电池循环寿命研发比能量400wh/kg

全固态电池,

10Ah级别

的验证平台下,通过加压

全电池3C倍率能实现6000次超长循环全固态电池处于测试和研发阶段,与江铃集团展开

战略合作,探索固态电池

应用于新能源车型。积极与国内高校合作开发

固态电池以及固态电池核

心材料。当前聚焦半固态电池的研

发与生产,预计2027年实现全固态电池量产。研发比能量500wh/kg的

第二代全固态电池,预期

2026年400wh/kg的第一

代全固态电池将实现量产

。与长安汽车合作全固态电

池研发,

预期2025年量

产全固态电池。研发比能量720wh/kg全

固态电池,电池容量达120Ah,

预期使用在3C数码、无人机、汽车场景。研发比能量383wh/kg全

固态电池,电池可在室温

环境下循环500次,

并与

与梅赛德斯奔驰合作开发

电动车专用固态电池。研发比能量≥500wh/kg

全固态电池,积极探索通过高电压锰基正极材料提

升电池单体电,压的方法。技术开始成熟,电池的材料、

结构、

工艺开始趋于定型。厂商开始实现量产,并陆续出现匹配的应用场景。技术已经成熟,电池的材

料、结构、工艺完成定型。厂商实现量产并产生规模

效应,

应用场景逐渐丰富。成长期固态电解质的离子电导率偏低相比于液态电解质,

固态电解质的离子迁移能垒较高,导致离子电导率较低。金属锂的可充性问题金属锂作为负极材料时,

其在充放电过程中容易

产生枝晶。固-固界面接触不良导致导电性差固态电解质缺乏流动性,

导致其与电极之间的接触面积较小,从而增加了界面阻抗。固-固界面接触的化学稳定性差界面处的化学稳定性不佳导致空间电荷层的形成,

界面反应生成界面层和元素的相互扩散。生产工艺缺失适合全固态电池的量产技术尚未成熟,部分工艺

尚处于研究和改进阶段。制造设备不完善全固态电池需要的部分独特环节需要特定的制造

设备,部分设备尚未实现量产。技术逐渐被创新技术替代,

电池逐步进入新阶段。厂商逐步退出该产业,应

用场景逐渐被新技术抢占。衰退期技术尚不成熟,电池的材料、

结构、

工艺处于探索

和研究阶段。研究和开发电池原型样件,

距离规模化生产和应用还

有一定的距离。u全固态电池当前处于技术萌芽期,材料和工艺尚处于探索和研究阶段,距离规模化量产还有一定的距离。2025E

2028E

2050E

时间亿欧智库:中国全固态电池技术发展尚处于初始阶段成熟期萌芽期u可能产生空间电荷层

(SCL)在硫化物电解质与电极材料的界面处,

由于电化学势的差异,锂离子可能会从电解质一侧迁移到电极一侧,导致在电解质侧形成锂离子耗尽层,即SCL。这会增加界面阻抗,影响电池的倍率性能。可能产生界面副反应硫化物电解质可能在正极界面被氧化,在负极界面被还

原,生成离子电导率低的中间层,增加界面阻抗,并可能产生有害气体如

2高能量密度由于离子电导率高,硫化物

全固态电池能够实现更高的能量密度,理论上能够达到900wh/kg,远高于传统液

态锂离子电池。易携带硫化物电解质的温度适应性

强,避免了热管理的需求,降低了系统成本,使其更适合于便携式应用。材料成本高目前锂离子电池的电解液价格在全球的平均水平为9美元/kg,

而硫化物固体电解质的主要原料硫化锂为1500美元至2000美元/kg,

是锂离子电池电解液的200

倍以上。制造成本高硫化物电解质的加工过程不能暴露在空气中进行,需

在惰性气体或真空中处理,增加制造成本。空气稳定性差硫化物固态电解质中的化学键,尤其是P-S键,在空气中容易与氧气和水分子发生反应。这些反应会导致材料

结构的破坏,产生有毒的H2S气体,同时降低电解质的离子传导率。为了提高硫化物电解质的空气稳定性,

相关研究机构进行了大量的探索。例如,通过氧原子或氧化物掺杂,可

以抑制硫化氢的产生,从而提高电解质的空气稳定性。硫化物电解质具有三维骨架结构,为锂离子提供了快速传输

的通道,锂离子扩散机制较为优越。相比其他固态电解质,

硫化物固态电解质的离子电导

率更加接近液态电池。硫化物电解质具有良好的热

稳定性,在高温条件下不容易发生分解。在低温条件下,硫化物电解质的离子电导率通常不会显著下降,

低温下仍能保持较好的充放电性能。u由于离子电导率高、

温度适应性强,硫化物全固态电池具有能量密度高和易携带的核心优势。亿欧智库:硫化物全固态电池的核心优势与主要难点u亿欧智库:预计恩力动力2026年及以后实现硫化物全固态电池量产2026年后全固态电池实现量产并推

向市场,重点瞄准DEMO

机器人等有溢价空间的特

殊领域进行推广u针对硫化物技术路线面临的难题,恩力动力通过整合材料技术、生产工艺和产业链合作,展示了解决硫化物全固态电池技术挑战的潜力。u该公司通过采用改性材料和界面保护材料来增强电池的稳定性,同时自主研发设备来优化生产流程。此外,恩力动力还与上下游合作伙伴紧密协作,

以降低成本和提高生产效率。预计到2026年,硫化物全固态电池将实现大规模生产。这些高性能电池预计将首先应用于高价值领域,如DEMO机器

人等,以满足这些特殊场景对电池性能的严苛要求。Road

zandkos

mos

半固态电池

(Roads)

期2025年量产

全固态电池

(kosmos)

预期2026年量产swifts

i

cpower

超薄锂金属

功率大、

重量轻

充放电性能快

预期2024年底-2025年推出FleetLMBEnerge

锂金属作为电池负极

高能量密度

超薄Horizon

LFppower

利用超锂离子和磷酸铁锂

等传统化学物质

充放电速度快

高能量密度和功率恩力动力综合利用新材料开发、新工艺研究、

上下游合作多种方式,保障硫化物技术路线的稳定性,并降低产品成本,逐步

实现硫化物全固态电池的开发与生产。通过元素掺杂实现材料改性,

从而增加材料稳定性。

元素

掺杂可以改变电解质的晶体

结构,形成更稳定的化学键,

减少有害反应产物,增强硫

化物电解质空气稳定性。与上游材料公司合作,选择

高效合成路线,大幅缩短工艺流程,解决硫化锂材料高

的问题,

实现原材料价格优

势,并保障材料具有较高的

离子电导率。与日本相关产业头部厂商

合作,研发界面层亚微米

极的保护材料及材料导入,

通过复合界面保护材料的

应用来增加界面稳定性。与璞泰来合作,从头开始

研发全固态电池专用设备,重点研究十兆瓦、百兆瓦

级别干法设备。通过应用

专用设备,提高生产效率,

降低生产成本。2024年携手软银成功开发安时级

(1-10Ah)350wh/kg全固态电池2017年与John.Goodenough

合作开发基于锂金属

负极的全固态电池2026年预期建成全固

态电池百兆瓦

级产线亿欧智库:

恩力动力针对不同需求设计不同类型的电池产品亿欧智库:恩力动力通过加强研发与合作保障自身优势可靠性强氧化物电解质化学稳定性强,

对水分的容忍度较高,这种

稳定性有助于提高电池的可靠性,

同时减少了对严格密封和保护措施的需求。安全性高氧化物固态电解质展现出卓越的热稳定性,

能够在1000度高温下不发生分解。这种特性意味着在高温条件下,

采用氧化物电解质的全固态电池能够维持其性能,而不会因为温度升高而迅速退化。u氧化物技术路线采用氧化物电解质,该类电解质在化学稳定性和热稳定性方面表现优异,具有较强的可靠性和安全性。u氧化物电解质机械强度高伴随着脆性大的特质,这种特质带来了固固界面接触不良的问题,以及需要在高温高压条件下进行烧结的工艺难题。为了

解决氧化物电解质特性带来的难题,

相关企业正在探索多种策略,包括界面修饰、材料创新以及优化电池设计等。亿欧智库:氧化物全固态电池的核心优势与主要难点材料具有脆性氧化物电解质通常具有高机械强度,这有助于提高电池的耐物理冲击能力。然而,这种高机械强度往往伴随着脆性,这意味着它们在受到冲击或弯曲时容易碎裂。这种脆性可能导致在电池装配过程中或在电芯内部由于体积膨胀或收缩而导致的机械应力下降。固固界面接触差氧化物电解质通常具有较高的弹性模量,

这意味着在与正负极材料接触时,需要较大的压力才能

实现良好的物理接触。

这种刚性导致在电池充放电过程中,

由于电极体积变化,可能会产生结构应力,从而影响界面的长期稳定性和电池的电化学性能。需要烧结特殊工艺高温烧结是氧化物电解质制备中的关键步骤,

它通常需要在精确控制的温度和气压环境中进行。烧结过程中的温度控制对于确保电解质材料的致密化、晶粒生长和相纯度至关重要。氧化物电解质不易与空气中的

水和氧气反应,因此在化学性

能方面相较于其他技术路线更

为稳定。尤其值得注意的是氧

化物固态电解质通常对锂金属具有较好的化学稳定性,不易与锂金属发生反应。氧化物路线具有热稳定性优

势,这降低了电池在运行过程中发生热失控的风险,从

而提高了电池的安全性。这

对于电池在高温环境下的应

用至关重要。亿欧智库:

太蓝新能源致力于突破氧化物路线核心技术研发高导锂氧聚复合材料技术通过使用高导电性的锂氧复合材料,提高氧化物电解质的离子

导电性,从而提升电池的整体性能。研发原位亚微米工业制膜(ISFD)

技术通过原位形成亚微米级别的薄膜,以改善固态电解质和电极之

间的接触,提高界面稳定性,减少界面阻抗。研发界面柔化技术在电极和固态电解质之间引入柔性材料或结构,以缓冲电池充

放电过程中的体积变化,减少界面处的应力。亿欧智库:

太蓝新能源通过技术迁移保障未来生产线平稳过渡在电池技术发展中,

制造商从液态电池转向全固态电池时,常面临生产线转换

挑战,

因为全固态电池的生产要求与液态电池大不相同。

太蓝新能源利用其成

熟的全固态电池技术,

结合液态电池的正负极技术,开发了半固态电池技术。这一技术路线的优势在于,其半固态电池技术是从全固态电池衍生而来,使得未来向全固态电池的升级更为顺畅,

简化了生产线的迁移和调整,减少了技术

转型的复杂性和成本。研发原料价格低廉,

方法简单,产率高的固态电解质制备工艺,

为大批量工业化生产奠定基础。u针对氧化物路线的技术难题,太蓝新能源积极研发"高导锂氧聚复合材料技术"、"原位亚微米工业制膜

(ISFD)技术"和

"界面柔化技术"等核u太蓝新能源凭借全固态电池技术优势,通过技术迁移确保未来半固态电池生产线平稳过渡至全固态电池生产线。研发硅基负极制备工艺,

抑制材料膨胀,改善锂离子电池的能量密度及稳定性。通过改进极片裁切技术,保障极片生产质量,提升生产效率。亿欧智库:

太蓝新能源致力于突破氧化物路线核心工艺虽然有困难但总体平滑迁移

部分工艺不兼容面临产线迁移困难针对氧化物锂离子

电导率低的问题针对固固界面的接

触和稳定性问题针对材料脆性和

刚性接触问题根据技术↓建立产线根据技术;建立产线相互独立相互独立工艺兼容

平滑迁移技术迁移技术迁移机械强度差-

-这个过程需要聚合物链段的协同运动,而聚合物链的运动受到温度和其本身结构的限制。界面抗阻低聚合物电解质的柔韧性和粘性,可以更好地填充电

极表面的孔隙和不规则性,从而提供更多的接触点和

更有效的离子传输路径。聚合物电解质的主要特性:柔软聚合物电解质由长链分子组成,这些分子链之间存在一定的空间和柔性,使得聚合物材料在受到外力时可以通过分

子链的移动和重排来适应形状变化,从而表现出柔软的特性。同时聚合物电解质通常包含非晶区域,这些区域的分子链排列无序,提供了额外的柔韧性和塑性,使得材料能够轻松地形成薄膜或其他所

需的形状。稳定性差聚合物电解质在高电压下

的化学稳定性相对较差,

限制了电池的能量密度和

安全性。同时其热稳定性

相对较低,

可能在高温下

发生分解。柔韧性强聚合物电解质具有良好的

柔韧性,能够适应各种形

状和尺寸的需求,

有助于

在电池充放电过程中,适

应电极材料的体积变化。成膜性好聚合物电解质能够形成均

匀的薄膜,对于确保锂离

子的高效传输至关重要,并且有助于防止正负极之间的直接接触。聚合物电解质的机械强度

相对较低,聚合物路线全

固态电池如果采用锂金属

负极材料,锂枝晶有可能

穿透电解质,导致电池短

路和安全问题。导电率低锂离子的传导涉及"络合亿欧智库:聚合物全固态电池的核心优势与主要难点uu通过对生产线各环节以及控制系统进行技术改进,缩短电池生产时间,提升生产效率,避免生产过程中的安全风险,并且降低生产线的维护、保养成本。相关专利《料车顶升装置和机械臂控制系统》《积分式并网控制系统》《料盘的分料装置》《加工装置》《《一种PCM测

试电路和测试装置》《生产工艺优化方法、装置、计算机设备及计算机存储介质》提升生产效率研究聚合物材料,通过构建具有大

共轭骨架的多孔聚合物,降低了分

子的带隙,使得电子可以更容易地

从HOMO能级进入LUMO能级,同

时利用电子在共轭大n键内的有效

移动能力,从而提升了有机材料的

电子导电率。相关专利《一种共轭多孔有机聚合物及其制

备方法和二次电池》提升导电率提出了一种包含锂金属层、

固态电

解质层,以及设置在锂金属层和固

态电解质层之间的负极界面修饰层

的二次电池。

负极界面修饰层包括

金属微米线和碳材料,可以减少固

态电解质与金属锂的直接接触,抑

制锂枝晶的生长。相关专利《二次电池和用电设备》抑制锂枝晶生长研究包含空心陶瓷和导离子聚合物

的陶瓷涂层,通过适度调整空心陶

瓷的尺寸和空心占比,维持电池在

高温下的形态和功能稳定,提升电池的稳定性。相关专利《陶瓷涂层隔膜、

二次电池和用电

设备》提升电池稳定性第一代全固态电池聚合物复合物20Ah样品能量密度达到400Wh/kg

可实现>1000周稳定循环第二代全固态电池实验室样品聚合物复合全固态电池

能量密度达到500Wh/kgu欣旺达通过研发新材料,增强固态电解质离子电导率,避免电池稳定性不足的问题。该方案在电池界面修饰层方面,能够有效降低锂枝晶生长带来的安全风险。亿欧智库:欣旺达全固态电池研发和量产进展已实现_已规划待实现_暂无计划第三代全固态电池实验室样品(预期2027年完成)预期能量密度达700Wh/kg暂无生产计划预期2026年建成第一代全

固态电池生产线,实现量

产,

产量可达1Gwh,届时

电池成本可降至2元/wwh暂无生产计划亿欧智库:欣旺达电池生产线改进相关的专利技术亿欧智库:欣旺达电池材料改进相关的专利技术u中国全固态电池产业发展趋势洞察4.1技术趋势4.2产业趋势4.3生态趋势4.4竞争趋势中国全固态电池产业现状分析2.1

中国全固态电池的产业图谱2.2中国硫化物全固态电池当前发展情况

2.3中国氧化物全固态电池当前发展情况

2.4中国聚合物全固态电池当前发展情况1.1全固态电池的概念和特征

1.2全固态电池产业驱动因素

1.3产业发展趋势与产业规模场景不同场景的市场需求特点对成本的

敏感性对能量

密度要求手机用户期待电池具有较大的容量,能够支持更长的使用时间,具有较快的充电速度,最好能够适应多样化的环境,并期待新电池技术尽量不影响手机性价比。3.22.8数码相机用户期待电池具有较高的能量密度,以支持长时间的拍摄和录制视频,同时希望电池能够在各种光线和温度条件下保持稳定性能。2.6无人机用户需要电池具有长续航能力,以支持无人机进行长时间的飞行和数据收集,同时要求电池能够在极端天气条件下保持性能,且具有轻量化设计,以减少无人机的负载。3.5机器人用户期待电池能够提供持续稳定的电力输出,

以支持机器人长时间任务执行,并且期待电池体积小、容量大、重量轻、充电快,提升机器人的工作效率。3穿戴设备用户需要电池具有小尺寸和轻量化设计,以适应穿戴设备的紧凑空间和佩戴舒适性。用户还期待电池能够提供足够的电量,支持设备在一天中的正常使用。0.93.8家用医

疗器械用户期待电池具有高可靠性和稳定性,以确保医疗设备在关键时刻能够正常工作。用户还希望电池能够提供足够的电量,

支持设备在没有电源的情况下长时间运行。1.72.8电动车用户期待电池具有长续航能力,以支持电动车的长途行驶。用户还希望电池能够快速充电,并在不同的气

候条件下保持性能稳定。此外,用户期待电池技术的进步能够带来更安全、更环保的电动车使用体验。4.23.9evTOL用户需要电池具有高能量密度和高瞬时放电倍率,以支持evTOL的起飞、巡航和降落。用户还期待电池具

有良好的热管理系统和高安全性,

以适应高空飞行的特殊要求。用户也希望电池的寿命周期内更换频率低减少维护成本。3.24.8潜水设备用户期待电池能够在高压和低温的深海环境中稳定工作,提供持续的电力供应。用户还希望电池具有高能量密度,以支持潜水设备的长时间作业。此外,

用户期待电池的设计能够适应潜水设备的空间限制。2.15航天设备用户需要电池具有高可靠性和长寿命,以保证航天任务的连续供电。用户还期待电池具有高能量密度和高

效率,以适应航天器的轻量化和小型化需求。此外,用户希望电池能够在极端的空间环境中保持性能。1.3IGV用户期待电池能够提供稳定且持续的电力,以支持IGV设备的长时间运行。用户还希望电池具有快速充电

和高循环寿命的特点,以减少停机时间和维护成本。4.5储能电池用户需要电池具有高容量和长寿命,以实现大规模能量的存储和释放。用户还期待电池具有高效率和低成本,以提高储能系统的经济性。5u亿欧智库根据专家访谈结果,总结了12种全固态电池可能落地应用的场景,并从"对成本的敏感性"和"对能量密度的要求"维度进行专家打分,在此基础上建立坐标系,标定不同场景在坐标系中的位置。其中,成本敏感性越高意味着越注重电池的性价比,而能量密度要求越高则表示越重视

电池的性能和续航能力。亿欧智库:全固态电池潜力应用场景与打分亿欧智库:

建立坐标系对潜力应用场景进行分类在分析市场需求的基础上,根据不同场景在"对成本的敏感性"和"对能

量密度的要求"

维度上展现的水平,建立坐标系,对不同场景进行分类。1

2

3

4

5543210航天设备

潜水设备●机器人

对成本的敏感性

数码相机家用医疗器械e一

电动车储能电池穿戴设备无人机evTOL手机IGV.航天设备

潜水设备evTOL穿戴设备e一电动车无人机手机

数码相机对成本的敏感性IGV储能电池u

业以及储能领域。

这种聚类方法有助于我们更好地理解各个领域的特点。新兴技术领域无人机家用医疗器械科研领域航天设备

潜水设备

传统消费电子领域手机

数码相机

载人飞行器领域evTOL

电动汽车领域电动车亿欧智库:潜力应用场景在分类的基础上进行聚类分析12

3

4

5储能领域储能电池工业领域IGV穿戴设备机器人543210●机器人

家用医疗器械u无人机、

机器人等新兴应用场景更加重视通过优良的电池性能提供给用户更优质的体验。

与手机和电脑等传统消费电子产品相比,这些新兴领域能

够接受全固态电池等先进电池技术所带来的较高成本,

高性能和轻量化在当前阶段受到厂商重视。类型体积要求重量要求四足机器狗1000-2500cm32-3kg人形机器人2500-6000cm33-6kg应用方向电池容量需求预期运行时间巡逻6-

10Ah2-4小时运输12-15Ah4-6小时服务20-30Ah9-12小时高能量密度要求电池在255C室温条件下能量密度能

够达到500wh/kg,在-60c温度下能够

达到300wh/kgo超强适应能力要求能够适用于-800℃至5000C的温度

区间,

在极端高温和极端低温情况下能

够保持电池稳定运行。长寿命一般要求电池具有50000次以上的

充放电循环周期,并且使用时长能

够达到15年及以上。典型航天器工作温度区间-2000C-10000航天器电池工作范围要求-800C-5000C大电池容量整体上要求充电续航能够达到2小时及以

上,其中服务型机器人对续航要求较高。轻量化整体上要求轻量化设计,人形机器人电

池重量的容忍度相对较高。具有快充能力基本均要求3C及以上充电倍率,1-3小

时内能够充满。典型场景分析航天设备:对电池寿命有非常高要求,并且能够在极端温度条件下仍然保持高能量密度255C条件下

-600C条件下达到500wh/kg

达到300wh/kg典型细分场景分析机器人:要求电池容量大、体积小、

重量轻、

充电快优必选walker

x3C充电倍率

充电2hC循环寿命

≥50000次3C充电倍率

充电1.5h工作时长

≥15年快速充电能力长循环寿命轻量化设计高能量密度高能量密度高适应性高安全性高安全性宇树u典型场景

手机:对于容量和环境适应性有较高要求较大的电池容量截至2024年,

手机电池容

量已经成为用户选择智能手

机时考虑的重要因素之一。

随着移动应用的增多和用户

对续航时间的更高要求,

各大手机品牌厂商都在不断提

升电池容量,以满足市场需

求。

目前大多数品牌能够达

到3000-6000mAh的水平。较强环境适应性对于工作的温度区间要求较

高,需要能够适用较宽的温

度区间。比较项当前参数用户期望参数容量3000-6000mAh≥5000mAh能量密度200-250wh/kg≥200wh/kg温度区间能够在0℃至35'C区间正常工作能够在-20'C至50'C区间正常工作循环寿命500-800次≥500次充电倍率1C-2C2C-3C指标参数要求能量密度目前:285wh/kg2030年目标:

500wh/kg

2040年目标:1000wh/kg功率密度2030年目标:

1.25kw/kg

2040年目标:

2.5kw/kg倍率≥5C

(达到商用标准)循环次数≥10000次单机电池价格约60万元,占总成本约20%u在传统消费电子领域,如手机,

对电池容量和环境适应性的要求通常较高,电池容量多在3000mAh以上,并需适应多种环境,同时对于成本具有

较强的敏感性。较高能量密度能量密度是续航里程的基础,当前电动汽车的能量密度集

中在125-160wh/kg,车主普

遍存在因续航里程不足产生

的里程焦虑。需要全固态电池技术显著提升能量密度,以缓解车主里程焦虑较高充电倍率充电倍率决定了电动汽车充电所需的时间。当前电动汽

车的充电倍率集中在2C-3C水

平。4C及以上快速充电可以

大大减少用户的等待时间,提高使用便利性。高能量密度evTOL垂直起飞需要的动力

是地面行驶的10-15倍,如果

要实现商业化能量密度至少需要达到400wh/kg,预期2030年能够达到500wh/kgo大功率密度evTOL的电池通常需要具有较高的放电功率,这是为了在有限的体积和重量内提供

最大的推力。evTOL对于峰

值功率密度的要求通常在1.5-

2.0kw/kg,预期2030年功率

密度能够达到l.25kw/kgo指标参数要求能量密度≥500wh/kg倍率≥4C循环次数≥1000次电池成本<0.8元元/wh长续航能力bb快速充电

能力高安全性

良好的环境

适应能力长续航能力bb快速充电

能力高安全性低成本长续航能力较大电池

容量较好的环境

适应能力较快的

充电速度典型场景

电动车:尤其对电池能量密度和电池充电倍率有较高要求典型场景evTOL:尤其对电池能量密度和功率密度有很高要求以evTOLuuu储能和工业领域均极为重视电池的安全性,同时需要电池具有高性价比以支持大规模应用。u储能场景需要电池做到安全、性价比、容量和循环寿命四个方面的平衡;工业场景由于涉及高危环境尤其注重电池的稳定性,需要电池即使在极端

温度、

极端天气条件下依然能够保障安全性,并且同时具有高性价比、长循环寿命的特点。比较项当前参数容量280-350Ah成本0.3-0.7元/wh充电倍率0.5C-1C循环寿命5000-6000次比较项当前参数能量密度100-250wh/kg循环寿命500-2000次温度区间成本0.5-0.9元/wh典型场景储能电池:兼顾安全、

性价比、容量与循环寿命电化学储能相比抽水储能、压缩空气储能具有能量转化效率方面的优势,以锂离子电池储能为代表的电化学储能技术在安全性和循环寿命上表现突出,

未来仍将是主流储能技术。典型场景IGV:尤其注重安全稳定与环境适应能力IGV当前已经投入港口、矿山、园区等场景应用,这些场景对

于电池的安全稳定性、循环寿命有较高的要求,

并且需要电池能够在较宽的温度区间正常工

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