1、半固態電池概述
根據觀研報告網發布的《中國半固態電池行業現狀深度分析與發展前景預測報告(2024-2031年)》顯示,鋰離子電池根據電解質不同可以分類為液態鋰電池、固態電池兩類。固態電池包括半固態電池、準固態電池和全固態電池。半固態電池是液態鋰電池向全固態電池過渡的階段,半固態電池的裝車量產,能夠提供一個緩沖階段,為全固態電池產業鏈的提前布局打下基礎。半固態電池電芯中固態電解質和液態電解質均存在,電解液含量占比在5%-10%;固態電池由于固態電解質具有不易燃性、耐高溫、無腐蝕和不揮發等特點。
鋰離子電池分類
名稱 |
定義 |
液態鋰電池 |
電芯在制造過程中只含有液態電解質,不含有固態電解質,包括液態鋰離子電池和液態金屬鋰電池。 |
凝膠電解質鋰電池 |
屬于液態鋰離子電池范疇,電芯中液態電解質以凝膠電解質形式存在,不含固態電解質。 |
半固態電池 |
電芯中固態電解質和液態電解質均存在,液態電解質的質量或體積的比例相對較大,電解液含量占比在5%-10%。 |
準固態電池 |
電芯中固態電解質的質量在電芯中較高或者體積較大,同時含有少量液態電解質,電解液含量占比在0%-5%。 |
混合固液鋰電池 |
電芯中同時存在液態電解質和固態電解質。前述半固態、準固態、固態電池等均為混合固液鋰電池的一種。 |
全固態電池 |
電芯由固態電極和固態電解質材料構成。在工作溫度范圍內,電芯不含有任何質量及體積分數的液態電解質,也可稱為“全固態電解質鋰電池”,能夠充放電循環的可進一步稱為“全固態鋰二次電池”或“全固態電解質鋰二次電池”。 |
資料來源:觀研天下整理
2、半固態電池落地能見度高,國產企業布局遙遙領先
半固態電池保留隔膜與部分電解液,工藝設備與液態電池的重合度較高,能套用現有的成熟產業鏈,有望率先實現產業化落地。因此,藍新能源、清陶能源、贛鋒鋰業、輝能科技等國產企業選擇半固態電池作為過渡階段產品,積極進行研發與產能布局。目前,經過裝車驗證的半固態電池能量密度最高可達368Wh/kg,相較于成熟高鎳三元電池提升40%左右,截至2023年底國內公開發布的半固態電池產能規劃合計已達240GWh。
液態鋰電池、半固態電池和全固態電池的性質對比
性質 |
液態鋰電池 |
半固態電池 |
全固態電池 |
電解質類型 |
液態電解質 |
液態電解質+固態電解質 |
固態電解質(包括聚合物固態電解質、氧化物固態電解質、硫化物固態電解質等類型) |
負極材料 |
石墨負極或硅碳負極 |
石墨負極或硅碳負極 |
石墨負極、硅碳負極、金屬鋰 |
隔膜 |
有隔膜 |
有隔膜,并涂覆固態電解質材料 |
無隔膜 |
安全性能 |
安全性相對較差 |
安全性有所改善 |
安全性高 |
能量密度 |
可達300Wh/kg |
可達400Wh/kg |
可達500Wh/kg以上 |
資料來源:觀研天下整理
我國主要企業半固態電池布局
電池企業 |
半固態布局進展/目標 |
能量密度(Wh/kg) |
產能規劃 |
衛藍新能源 |
2022年11月首顆電芯下線,2023年6月裝車交付 |
360 |
50GWh;一期2GWh已建 |
清陶能源 |
計劃2024年第一代電池搭載智己新車,開始生產第二代電池 |
一代368;二代400-500 |
35GWh |
太藍新能源 |
半固態電池樣品已向多家主機廠送樣測試;重慶0.2GWh工廠滿產,2GWh工廠預計6月投產 |
350 |
12.2GWh;一期0.2GWh投產;二期2GWh在建 |
領新新能源 |
規劃2024年實現3GWh建成投產,2026年實現10GWh量產 |
380 |
20GWh,一期投產 |
輝能科技 |
2013年首條中試線開始運營;2017年10月40MWh消費類產線投產;2023年臺灣3.5GWh動力類產線投產 |
270 |
120GWh;已投產3.5GWh |
寧德時代 |
凝聚態電池首先應用于民用電動載人飛機項目的合作開發,車規版本預計量產在即 |
500(飛機用) |
—— |
孚能科技 |
2023年1月,嵐圖追光首批搭載孚能科技半固態電池的車型下線;第二代半固態電池產業化開發階段 |
330 |
—— |
贛鋒鋰電 |
一代產品已經開始量產;二代產能建設中 |
一代260;二代400 |
40GWh;一代4GWh |
國軒高科 |
通過測試進入產業化階段 |
360 |
—— |
蜂巢能源 |
已完成第1代方形短刀、軟包半固態電池技術開發,通過針刺安全測試;2代半固態電池體系開發中 |
一代230-270;二代350 |
—— |
億緯鋰能 |
完成設計定型,裝車驗證中 |
330 |
—— |
中創新航 |
技術儲備 |
貧液化400;半固態450;準固態500 |
—— |
冠盛股份 |
2024年1月,與東馳新能源成立合資公司擬開展固態動力電池、半固態儲能電池生產制造 |
350-450 |
—— |
資料來源:觀研天下整理
3、半固態裝車元年已至,產業化進程加快
自2021年1月9日,蔚來在NIO Day上發布150kWh半固態電池包后,其他車企與電池廠也積極布局,并且從2022年開始逐步實現量產與裝車交付。數據顯示,2023年,衛藍新能源、贛鋒鋰電等企業的固液混合態電池實現批量裝車,裝車量約0.8GWh,其中衛藍新能源11月、12月裝車量分別為0.41GWh和0.35GWh,標志著半固態電池的產業化進程大幅提速。
我國半固態電池裝車進展
車企 |
車型 |
電池供應商 |
裝車進展 |
東風 |
E70 |
贛鋒鋰電 |
2022年1月批量下線 |
嵐圖 |
追光 |
孚能科技 |
2023年1月首批量產下線,電池包電量82kWh |
蔚來 |
ET7 |
衛藍新能源 |
2023年6月裝車交付,電池包電量150kWh,續航超1000km |
長安深藍 |
S7 |
自研 |
2023年4月亮相上海車展,目前已經進入工程化研發階段,計劃2025年搭載整車應用 |
賽力斯 |
SERES-5 |
贛鋒鋰電 |
2023年裝車上市 |
上汽 |
—— |
清陶能源 |
預計2025年大規模量產,續航里程超1000km |
資料來源:觀研天下整理
4、我國半固態電池行業需求規模穩定增長,2030年有望超過60GWh
綜上所述,在各大車企與電池廠積極布局與規劃產能,再加上新能源汽車產銷量持續上升的趨勢下(新能源汽車是半固態電池最主要的市場),我國半固態電池行業需求規模穩定增長,具備強大的想象空間。根據數據顯示,2023年,我國半固態電池行業在新能源車汽車市場中樂觀需求量達2.5GWh,滲透率為1%,保守需求量為1.7GWh,滲透率為0.7%;預計到2030年,我國半固態電池在新能源汽車市場中樂觀需求量為90.0GWh,保守需求量為61.4GWh。(半固態電池在新能源汽車市場中需求量=新能源汽車對鋰電池需求量×半固態電池滲透率)
數據來源:觀研天下整理
數據來源:觀研天下整理(WYD)
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