2024年11月初，全固態電池相關新聞密集釋出。11月5日，公佈最新的硫化物固態電池專利——《摻雜硫化物材料及其製備方法、鋰離子電池》。同日，欣旺達宣佈預計2027年完成能量密度大於700Wh/kg全固態電池實驗室樣品製作。11月6日，寧德時代公佈其硫化物全固態電池在近期已進入20Ah樣品試製階段。11月7日，太藍新能源宣佈無隔膜全固態電池將於 2027 年開啟批次生產。11月8日，廣汽集團表示已初步打通全固態電池全流程製造工藝，預計於2026年實現裝車。
隨著全球能源結構的轉型和新能源汽車市場的快速增長，市場對高效能、高安全性電池的需求日益增加。全固態電池因其卓越的安全性、高能量密度和長迴圈壽命等特性，成為了能源儲存和動力電池領域的研究熱點。這種電池技術不僅對電動汽車行業的未來至關重要，也是推動能源革命和實現可持續發展的關鍵。中國企業正在全力突破技術瓶頸，全固態電池距離場景化應用已不再遙遠。
全固態電池潛力巨大，預期2030年產業規模將超1000億元
全固態電池是構成電池的所有部件均是“固態”的電池。該型別電池透過使用固態電解質替代電解液，不僅實現了更穩定的化學效能，還拓寬了電化學視窗，使得電池能夠適配高電壓正極材料以及高比容量負極材料，進而顯著提高電池的能量密度。
與液態及半固態電池相比，全固態電池能夠在更寬廣的溫度範圍內穩定執行，展現出更高的熱穩定性和化學安全性。此外，全固態電池支援更高的能量密度，這意味著在相同電能輸出下，電池體積更為緊湊，有助於節省空間並提高裝置的能效比。
從固態電解質的化學體系角度看，全固態電池主要包括聚合物、氧化物和硫化物三種類型。聚合物電解質對負極介面相容性好，剪下模量低，但是離子電導率較低、迴圈壽命較短，目前更多是與其他材料複合提升導電率和迴圈壽命；氧化物電解質電化學視窗寬，具有高熱穩定性和高空氣穩定性，但是柔韌性差；硫化物電解質具有高導電率，高熱穩定性，但對水分敏感。
從成本角度看，硫化物路線由於採用了價格較高的原材料，材料成本相對其他路線更高，其導電率和能量密度也相對較高；聚合物複合電解質路線的製備過程涉及複雜的合成步驟和精細的加工技術，其製造成本相比其他路線更高；氧化物路線材料成本和製造成本居中，整體平衡性較好。億歐智庫認為隨著技術進步和規模化生產的實現，全固態電池的整體成本將逐步降低。
全固態電池的發展離不開政策、投融資、需求和技術的驅動。政策方面，中國在推動固態電池發展方面態度明確，為未來電池產業的發展方向提供了強有力的指引。投融資方面，行業融資金額不斷上升，融資事件向頭部廠商集中，引領行業理性發展。需求方面，使用者在電池續航、充電、安全性方面存在擔憂，推動新興電池技術與傳統技術互補。技術方面，相關學術成果和專利技術快速增長，中國引領固態電池技術突破。
2026-2028年或將是不同技術路線全固態電池實現量產的關鍵階段。其中硫化物路線有望在2026年率先實現量產，氧化物路線有望在2027年開始量產，聚合物路線有望在2028年實現量產。2029年之後，隨著全固態電池價格下降，固態電池產業將進入成熟期的結構調階段。預期2030年全固態電池產業規模將超1000億元。
鋰電池巨頭是促進全固態電池技術發展的關鍵
固態電池的產業鏈涵蓋了從原材料的開採到最終應用的各個環節。技術的不斷進步和產業化的加速推進，預示著全固態電池未來將在多個領域發揮重要作用。電池製造商是主導研發、推動產業化發展的核心力量，鋰電池巨頭重點把控電池設計、組裝和測試等關鍵環節。中國動力電池廠商積極佈局全固態電池的研發，部分廠商已實現全固態電池A樣的生產與測試，並聚焦生產工藝和電池材料的進一步探索。
全固態電池材料和工藝尚處於探索和研究階段，距離規模化量產還有一定的距離。全固態電池在技術方面主要需要解決材料和介面接觸問題，在生產製造方面主要需要解決工藝不成熟、製造裝置不完善的問題。
其中，硫化物全固態電池需要克服空氣穩定性差、介面易反應和高製造成本等問題，恩力動力為代表的製造商正透過材料研發和工藝改進來解決問題。氧化物技術路線的挑戰在於材料的易脆性、接觸不良和特殊工藝要求，太藍新能源等製造商正在透過技術攻關來克服難題。而聚合物路線則需要解決電解質的低導電率、化學和熱穩定性差以及低機械強度的挑戰，等製造商正在透過材料創新和工藝改進來應對挑戰。
預期應用場景遵循從特殊到一般、從單一到多元的拓展路徑
億歐智庫總結了12種全固態電池可能落地應用的場景，並從“對成本的敏感性”和“對能量密度的要求”維度進行專家打分，在此基礎上建立座標系，標定不同場景在座標系中的位置。其中，成本敏感性越高意味著越注重電池的價效比，而能量密度要求越高則表示越重視電池的效能和續航能力。
透過構建一個以“成本敏感度”和“能量密度需求”為軸的座標系，億歐智庫對不同應用場景進行分類。並在此基礎上，根據這些場景的特點、在座標系中的位置及其相互之間的距離，我們可以將它們聚類為六個主要的應用領域：新興科技、科研、載人飛行器、電動汽車、傳統消費電子、工業以及儲能領域。
透過分析不同應用領域的市場需求特點，億歐智庫觀察到以下特徵。首先，新興技術與科研領域追求電池高效能、高安全度，對成本不敏感；其次，載人飛行器、電動汽車和傳統消費電子類場景既注重電池能量密度又注重價效比；最後，儲能和工業領域對電池成本的敏感性較高，注重高安全、長壽命、低成本。
億歐智庫認為全固態電池的落地場景遵循從特殊場景到一般場景、從單一場景到多元場景的拓展路徑。全固態電池最初將在科研和新興科技領域得到應用，這些領域對電池的安全性和環境適應性有著特別的需求。隨著全固態電池的規模化生產，預計其成本會降低，效能將提升，應用範圍有望逐漸擴充套件到傳統消費電子、載人飛行器和電動汽車等市場，這些市場在注重價效比的同時，也對電池效能有較高要求。隨著全固態電池技術的成熟，預計其成本將大幅降低，進而打入對成本敏感且安全性要求高的工業和儲能領域。
新興技術結合、應用場景和範圍拓展以及國際競爭加劇是趨勢
人工智慧技術已經在全固態電池領域的材料探索、電池設計、製造過程以及電池管理系統（BMS）等多個關鍵環節發揮著重要作用。它不僅提高了電池設計和製造的效率，還顯著增強了電池的效能與安全性。億歐智庫認為，以人工智慧技術為代表的新興技術將與全固態電池產業鏈緊密結合，全面提升該產業鏈的智慧化水平。
全固態電池的發展離不開與典型應用場景的深度合作，預期未來全固態電池的使用場景將從單一場景向多場景拓展，並圍繞全固態電池形成互惠共贏的新合作機制，拓展典型場景價值度的同時，實現全固態電池產業的良性發展。全固態電池應用範圍的拓展是未來發展趨勢，億歐智庫認為全固態電池產業鏈典型企業的價值度將上升，推動電池產業上下游洗牌。
全固態電池技術將拓展電池的能量密度和工作範圍，這預示著電池能夠滿足更多使用場景的能源供給需求，電池的應用範圍有望拓展。億歐智庫認為電池將隨著全固態電池技術的成熟和應用的拓展，逐漸蠶食傳統能源的應用場景，加速能源產業重構。
最後，億歐智庫認為全固態電池的競爭將圍繞中日韓等技術領先國家展開，各國先進技術企業是關注焦點。2025年及之前競爭更多聚焦工藝創新和新材料開發；隨著2026至2028年間量產的實現，中日韓等技術領先國家的競爭焦點將轉移到市場培育和電池應用場景拓展；展望2029年及以後，全固態電池將在全球迅速普及，中日韓等技術領先國家的競爭焦點將是降本增效，先進企業或將開始探索新技術和新賽道，引領電池技術的下一輪革新。
全固態電池以其高能量密度和安全性，成為電池技術的新熱點，預計2030年中國產業規模將超1000億元。目前，全固態電池面臨材料、介面接觸和生產製造挑戰，電池廠商在推動發展中起核心作用。全固態電池有三條主要技術路線，硫化物路線需解決穩定性和成本問題，氧化物路線要克服材料脆性，聚合物路線則要提高導電率和穩定性，相關電池廠商正在積極攻克技術難題，推動全固態電池技術從理論走向應用。
隨著技術的成熟和規模化生產，全固態電池將從科研、新興技術等低成本敏感性領域擴充套件至傳統消費電子、載人飛行器和電動汽車領域，最終進入高成本敏感性的工業和儲能領域。人工智慧等新興技術將最佳化全固態電池產業鏈，全固態電池應用場景將從單一場景向多元場景拓展，並推動產業鏈上下游洗牌。全固態電池應用範圍拓展將加速能源產業重構。全球市場競爭將聚焦中日韓等技術領先國家的話語權爭奪。
億歐智庫對中國全固態電池產業的未來發展持樂觀態度，並期待全固態電池在2026-2028年間順利實現量產。億歐智庫致力於跟蹤能源領域，在調查和研究後產出具有深度和見地的研究成果，以供業界參考與借鑑。同時，我們亦期待與廣大讀者開展交流與合作，共同為推動能源產業的持續健康發展貢獻力量。
關於報告更多內容，詳見《全固態電池即將迎來量產元年——2024中國全固態電池產業研究》如您有任何問題，歡迎聯絡報告作者江山美，郵箱：[email protected]。報告連結：https://www.iyiou.com/research/202411111394
