行業(yè)：事關(guān)固態(tài)電池！什么時候量產(chǎn)？有哪些環(huán)節(jié)受益？

1、固態(tài)電池技術(shù)路線

固態(tài)電池的三大技術(shù)路線分別為氧化物、硫化物和聚合物。氧化物電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在于其化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)良的高低溫性能，但其電導(dǎo)率較低，導(dǎo)致電池內(nèi)阻較大，且與正極材料的界面接觸不佳。然而，氧化物路線在量產(chǎn)方面進(jìn)展較快，尤其是在半固態(tài)電池的應(yīng)用上。預(yù)計(jì)到2028年，氧化物路線將推出全固態(tài)電池方案。

硫化物電解質(zhì)以其高電導(dǎo)率被視為固態(tài)電池的終極解決方案，代表企業(yè)包括寧德時代、豐田和比亞迪。然而，硫化物的高成本和制造過程中產(chǎn)生的有毒氣體硫化氫是其主要挑戰(zhàn)。豐田計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)硫化物電池的量產(chǎn)。

2、清陶的技術(shù)進(jìn)展

清陶在固態(tài)電池領(lǐng)域的進(jìn)展顯著，其半固態(tài)電池產(chǎn)品已應(yīng)用于智己L6車型。該電池的能量密度達(dá)到310瓦時/公斤，安全性較高，能夠通過針刺測試。清陶的主要合作客戶包括北汽、上汽和廣汽。

清陶的下一代產(chǎn)品將采用富錳基體系，以降低成本并提高市場競爭力。預(yù)計(jì)2025年中期開始量產(chǎn)，目標(biāo)是每年生產(chǎn)10萬輛車的電池。清陶計(jì)劃在2028年推出全固態(tài)電池方案。

3、寧德時代的布局

寧德時代在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局較晚，但在獲得政府專項(xiàng)基金支持后，開始積極組建團(tuán)隊(duì)并進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。寧德時代優(yōu)先選擇硫化物路線，因其重視電芯的電化學(xué)性能。

寧德時代目前正在觀望全固態(tài)電池的技術(shù)突破，盡管其在技術(shù)開發(fā)上起步較晚，但憑借雄厚的資金實(shí)力，寧德時代在未來的競爭中仍具備強(qiáng)勁的后勁。

4、設(shè)備與生產(chǎn)工藝

固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝正在從濕法涂布向干法電極轉(zhuǎn)變，以提高能量密度和材料致密度。干法電極工藝尚處于研發(fā)階段，未來設(shè)備投資成本預(yù)計(jì)將增加。

目前，固態(tài)電池生產(chǎn)設(shè)備的前段工藝占比將顯著增加，預(yù)計(jì)未來前段工藝的投資占比將達(dá)到整體的2倍。

5、市場與應(yīng)用

固態(tài)電池在軍工領(lǐng)域具有優(yōu)勢，尤其是在無人機(jī)和核潛艇等對安全性要求較高的應(yīng)用中。固態(tài)電池的安全性和穩(wěn)定性使其在這些領(lǐng)域具有較高的適用性。

未來一兩年內(nèi)，多個車企和電池廠商將推出固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2025年將有更多新車型搭載固態(tài)電池上市。

Q&A

Q1：固態(tài)電池的三大技術(shù)路線的優(yōu)劣勢是什么？從近兩三年量產(chǎn)的角度來看，哪一種更優(yōu)？

A：固態(tài)電池的三大技術(shù)路線主要是氧化物、硫化物和聚合物。氧化物的優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)窗口穩(wěn)定，高低溫性能優(yōu)良，但電導(dǎo)率低和界面接觸不佳。氧化物的量產(chǎn)速度最快，因?yàn)榭梢宰霭牍虘B(tài)。硫化物電導(dǎo)率最高，被視為終極解決方案，但成本高，制造和售后需解決有毒氣體問題，量產(chǎn)時間預(yù)計(jì)在2030年。聚合物界面相容性好，但在室溫下電導(dǎo)率低，安全性不高?？傮w來看，氧化物在未來兩三年內(nèi)量產(chǎn)較快。

Q2：清陶的固態(tài)電池產(chǎn)品進(jìn)展如何？其產(chǎn)品參數(shù)和下游客戶有哪些？

A：清陶的固態(tài)電池產(chǎn)品已經(jīng)上市，配備于智己L6車型，采用133度電的半固態(tài)電池，能量密度達(dá)到310瓦時/公斤。相比寧德的液態(tài)電池，清陶的電池能量密度更高，但倍率較低，循環(huán)次數(shù)較少。清陶的客戶主要是北汽、上汽和廣汽，這三者也是清陶的股東。

Q3：清陶今年的出貨量是多少？下一代產(chǎn)品的改進(jìn)方向是什么？

A：清陶今年的出貨量較小，約為兩百多兆瓦時。清陶正在與上汽合作開發(fā)富錳基體系，以降低成本，計(jì)劃在2025年中開始量產(chǎn)，目標(biāo)是每年10萬輛的上車計(jì)劃。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)全固態(tài)電池尚無量產(chǎn)，主要是半固態(tài)電池在投產(chǎn)。

Q4：清陶半固態(tài)電池的價格與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比如何？

A：清陶半固態(tài)電池的價格與寧德的三元鋰電池相差無幾。以智己L6為例，清陶的電池多了33度電，能多跑230公里，價格貴了3萬塊錢，顯示出半固態(tài)電池的成本與傳統(tǒng)三元鋰電池相近。

Q5：寧德時代在固態(tài)電池方面的進(jìn)展如何？

A：寧德時代在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局較晚，主要變化發(fā)生在今年5月份，當(dāng)時工信部設(shè)立了60億元的固態(tài)電池專項(xiàng)基金，寧德獲得了其中的20多億元。這筆資金的注入以及政府明確的方向指引，促使寧德開始積極行動，組建固態(tài)電池團(tuán)隊(duì)并進(jìn)行相關(guān)研發(fā)。目前，寧德正在測試硫化物樣品電芯，但循環(huán)和倍率性能尚未達(dá)到預(yù)期。寧德傾向于選擇硫化物，因?yàn)槠渲匾曤娦镜碾娀瘜W(xué)性能。盡管如此，全固態(tài)電池的最終解決方案仍存在許多技術(shù)難點(diǎn)。寧德在這一領(lǐng)域的后勁較強(qiáng)，主要因?yàn)槠滟Y金實(shí)力雄厚。

Q6：富錳材料在電池行業(yè)中的競爭優(yōu)勢是什么？

A：富錳材料在電池行業(yè)中的競爭優(yōu)勢主要體現(xiàn)在成本上。與6系三元材料相比，富錳材料的成本更低，因此在市場上具有價格競爭力。雖然富錳材料在能量密度上不如三元材料，但其設(shè)計(jì)上有更多空間，可以在倍率和循環(huán)性能上進(jìn)行提升。預(yù)計(jì)富錳材料的循環(huán)性能可以提升到1200圈，但仍與三元材料的2000圈有一定差距。

Q7：半固態(tài)電池在循環(huán)次數(shù)和充放倍率方面有何提升？

A：半固態(tài)電池在循環(huán)次數(shù)和充放倍率方面有所提升，但仍存在一定限制。以智己L6為例，該電池設(shè)計(jì)追求高能量密度以實(shí)現(xiàn)超過1000公里的續(xù)航，因此在倍率和循環(huán)性能上有所妥協(xié)。富錳體系電池在設(shè)計(jì)上有更多空間，可以在倍率和循環(huán)性能上進(jìn)行提升，循環(huán)性能預(yù)計(jì)可達(dá)1200圈，但與三元材料的2000圈仍有差距。

Q8：華為在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局和策略是什么？

A：華為在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局較早，早在2000年之前就與清華大學(xué)陶瓷材料實(shí)驗(yàn)室合作，該實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)來源于華為和豐田的贊助。華為對固態(tài)電池技術(shù)的關(guān)注主要是為了其手機(jī)業(yè)務(wù)和整車電車業(yè)務(wù)的發(fā)展。盡管華為不是電芯廠，但其對相關(guān)技術(shù)的重視程度很高，并曾與清陶探討合作。

Q9：華為在固態(tài)電池領(lǐng)域的進(jìn)展如何？他們是否計(jì)劃自己生產(chǎn)固態(tài)電池？

A：華為目前在固態(tài)電池領(lǐng)域仍處于早期階段，主要專注于解決硫化物固態(tài)電解質(zhì)與金屬界面的不穩(wěn)定問題。他們尚未生產(chǎn)出樣品電芯。華為不太可能自己下場生產(chǎn)固態(tài)電池，而是進(jìn)行技術(shù)儲備，以便做出正確的戰(zhàn)略決策。

Q10：清陶在固態(tài)電池技術(shù)上的下一代產(chǎn)品有哪些提升？

A：清陶計(jì)劃推出富鋰猛擊體系，該體系在短期內(nèi)將提升半固態(tài)電池的能量密度，電壓可提高至4.2-4.5伏，具有市場競爭力。長期來看，清陶將走復(fù)合電解質(zhì)路線，結(jié)合氧化物和聚合物，預(yù)計(jì)2028年推出全固態(tài)電池方案，硫化物方案可能在2030年推出。

Q11：清陶的富鋰猛擊體系何時會推出？

A：富鋰猛擊體系預(yù)計(jì)將在2025年推出，清陶將其視為戰(zhàn)略項(xiàng)目，優(yōu)先級高于其他項(xiàng)目。

Q12：清陶的項(xiàng)目何時能看到行業(yè)催化劑或發(fā)布會？

A：該項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2025年年中（6-7月）準(zhǔn)備好，具體的發(fā)布會安排需視上汽的計(jì)劃而定。

Q13：氧化物固態(tài)電池的成本構(gòu)成如何，與液態(tài)電池相比有哪些變化？

A：氧化物固態(tài)電池相比液態(tài)電池多了一層固態(tài)電解質(zhì)層，主要成分為鋰鑭鋯氧（LLZO）。清陶自制固態(tài)電解質(zhì)，但原材料如碳酸鋰、氫氧化鋰、氧化鋯和氧化鋁是外購的，氧化鋁和碳酸鋰占比最大。固態(tài)電解質(zhì)層使得成本增加約15%。氧化物電解質(zhì)的市場價格約為每噸30萬元，比硫化物便宜，硫化物價格超過200萬元。

Q14：1000瓦時的氧化物固態(tài)電池價值量是多少？

A：根據(jù)氧化物固態(tài)電解質(zhì)的價格和用量，1000瓦時的價值量可以通過計(jì)算得出，約為35萬元乘以20噸的成本。

Q15：在固態(tài)電池中，正極、負(fù)極和電解質(zhì)分別占總成本的比例是多少？是否有添加新的材料來升級？

A：正極和負(fù)極的材料與傳統(tǒng)三元電池相似，沒有特別的變化。正極材料如97或容百，負(fù)極材料如貝特瑞的硅碳，供應(yīng)商相同，均未添加新材料。

Q16：目前半固態(tài)電池中電解液的含量是多少？未來是否有減少電解液用量的計(jì)劃？

A：目前半固態(tài)電池中電解液的含量約為10%至15%。未來計(jì)劃逐步減少電解液用量，以提升氧化物固態(tài)電解質(zhì)的性能。減少電解液的目的是為了使用更高容量的正負(fù)極材料。

Q17：氧化物固態(tài)電池的核心技術(shù)壁壘在哪里？零部件供應(yīng)商中哪個環(huán)節(jié)的競爭格局或壁壘較高？

A：氧化物固態(tài)電池的核心技術(shù)壁壘在于電解質(zhì)的配方和添加劑。固態(tài)電解質(zhì)的制造工藝是保密的，只有少數(shù)人可以接觸。正極材料由大廠供應(yīng)，競爭壁壘較高的是硅碳負(fù)極，因其需要控制膨脹系數(shù)，使用CVD工藝。

Q18：哪些前期廠商可能在硅碳負(fù)極領(lǐng)域涌現(xiàn)？是否有其他材料如多孔炭在開發(fā)中？

A：目前所有負(fù)極材料廠商都在開發(fā)硅碳負(fù)極，進(jìn)度相似。較早參與的公司如蘭溪智德與清陶合作較早。CVD技術(shù)最早由美國國泰開發(fā)，所有廠商都在推進(jìn)相關(guān)工藝。

Q19：硫化物固態(tài)電池的成本構(gòu)成是否會有顯著變化？哪些零部件環(huán)節(jié)可能有顯著增量？

A：硫化物固態(tài)電池的主要成分是硫化鋰，占比約70%。硫化鋰的成本較高，約四百多萬，降低其成本是硫化物固態(tài)電解質(zhì)的重要課題。關(guān)注硫化鋰生產(chǎn)廠商是關(guān)鍵。

Q20：硫化物的核心技術(shù)壁壘在哪里？哪些環(huán)節(jié)的競爭格局可能會更好？

A：硫化物的核心技術(shù)壁壘主要在于界面問題和不穩(wěn)定性問題的解決。目前，誰能降低硫化鋰的價格，將其做到50萬元，將對行業(yè)發(fā)展有很大促進(jìn)。硫化鋰的成本降低是關(guān)鍵，目前國內(nèi)只有少數(shù)公司如贛風(fēng)、湖北新潤德、杭州凱亞達(dá)和成都漢普高新在進(jìn)行小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

Q21：固態(tài)電池的制造工藝有哪些變化？

A：固態(tài)電池的制造工藝在前段發(fā)生了較大變化。傳統(tǒng)的濕法涂布逐漸向干法電極過渡，干法電極需要干纖維化設(shè)備，目前市場上還沒有這種設(shè)備。制造過程中需要更高的致密性，采用短低壓設(shè)備和熱壓工藝進(jìn)行集流體復(fù)合。未來，全固態(tài)電池將使用疊片技術(shù)，正負(fù)極和電解質(zhì)都將壓得非常致密。

Q22：干法電極工藝的設(shè)備投資與傳統(tǒng)工藝相比如何？

A：干法電極工藝可以節(jié)省30%的設(shè)備投資，主要是因?yàn)槭∪チ巳軇┖蛷U氣處理的成本。然而，固態(tài)電池對工藝的精度要求更高，真正符合需求的工藝尚未研發(fā)出來。目前估算價格困難，但預(yù)計(jì)全固態(tài)電池的投資至少是當(dāng)前的兩倍。

Q23：在固態(tài)電池設(shè)備研發(fā)中，哪些公司表現(xiàn)較好？

A：在固態(tài)電池設(shè)備研發(fā)中，我們與先導(dǎo)、銀河和聯(lián)合合作較多，這些公司在研發(fā)上投入較大，表現(xiàn)較為優(yōu)秀。相比之下，較小的公司如納米諾在研發(fā)投入上較為有限。

Q24：當(dāng)前生產(chǎn)設(shè)備的前段、中段、后段的價值量占比是怎樣的？未來會如何變化？

A：目前沒有具體計(jì)算過設(shè)備的價值量占比，但如果現(xiàn)在是1:1:1的比例，未來可能會變?yōu)?:0.5:0.5，意味著前段的占比會顯著增加。

Q25：一條產(chǎn)線的產(chǎn)能是如何計(jì)算的？

A：產(chǎn)線的產(chǎn)能是按照G瓦時來計(jì)算的。投產(chǎn)時，企業(yè)會根據(jù)需要的G瓦時數(shù)進(jìn)行投入，而不是單純看一條產(chǎn)線的產(chǎn)能。

Q26：在設(shè)備和材料合作伙伴方面，除了正負(fù)極材料，還有哪些新的合作伙伴？

A：主要的合作伙伴包括高化學(xué)（三峽）、藍(lán)化工（盛和資源）和奧克股份（PU材料）。

Q27：聚合物在固態(tài)電池中的前景如何？什么時候能推出相關(guān)產(chǎn)品？

A：聚合物單獨(dú)用于固態(tài)電池沒有前途，因?yàn)槠浒踩詥栴}。聚合物需要與氧化物合作，形成復(fù)合電解質(zhì)。固態(tài)氧化物需占70%以上，聚合物約占20%多。

Q28：富錳系列電池將應(yīng)用于哪些車型？

A：富錳系列電池可能會應(yīng)用于上汽的榮威和名爵等跑量車型。

Q29：氧化物技術(shù)路線的未來發(fā)展有哪些變化？密度能提升多少？

A：技術(shù)將逐步迭代，可能在2025年推出無隔膜電池，但不會立即應(yīng)用于車輛。無隔膜電池用固態(tài)電解質(zhì)替代隔膜，逐步減少電解液用量。全固態(tài)電池將加入PU材料，但目前主要是用量變化。

Q30：固態(tài)電解質(zhì)的總成本是多少？

A：1G瓦時的電芯大約需要30噸固態(tài)電解質(zhì)，成本為每噸35萬元，總成本約為600萬元。

Q31：固態(tài)電池是否已與低空飛行器結(jié)合？

A：固態(tài)電池已在軍工項(xiàng)目中應(yīng)用，包括無人機(jī)和核潛艇。固態(tài)電池在安全性要求高的領(lǐng)域有優(yōu)勢，盡管充電速度較慢，但在低空飛行器上應(yīng)用契合度高。

Q32：未來半年內(nèi)，固態(tài)電池行業(yè)有哪些重大事件或技術(shù)進(jìn)展？

A：固態(tài)電池行業(yè)熱度高，車廠、電芯廠、材料廠和設(shè)備廠都在積極研發(fā)。上市公司會不斷發(fā)布消息以維護(hù)股價，但需關(guān)注實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

Q33：上汽和廣汽的固態(tài)電池項(xiàng)目何時能夠裝車？

A：明后年都會有產(chǎn)品推出。這些項(xiàng)目與北上廣的合作已經(jīng)進(jìn)行了兩年，并非剛剛開始。整車項(xiàng)目的周期較長，尤其是電芯這種對安全性要求高的產(chǎn)品，需要一到兩年的時間。因此，如果電芯廠尚未與主機(jī)廠合作，預(yù)計(jì)2027年推出的計(jì)劃并不靠譜。

Q34：奇瑞的固態(tài)電池計(jì)劃是怎樣的？

A：奇瑞成立了一家小型公司，目前團(tuán)隊(duì)規(guī)模較小，約幾十人。公司現(xiàn)階段量產(chǎn)的是280瓦時每公斤的半固態(tài)產(chǎn)品，計(jì)劃在2025年推出400瓦時每公斤的產(chǎn)品，并在2027年推出500瓦時每公斤的全固態(tài)產(chǎn)品。然而，預(yù)計(jì)2027年的計(jì)劃可能會延后。奇瑞采用的是氧化物路線。

Q35：明年發(fā)布的負(fù)極材料能量密度是多少？

A：明年發(fā)布的負(fù)極材料能量密度大約為300瓦時每公斤，技術(shù)上并不算高。

Q36：技術(shù)上負(fù)極材料的能量密度能突破多少？

A：技術(shù)上，負(fù)極材料可以達(dá)到360瓦時每公斤。富錳材料的克容量比高鎳三元更高，電壓從3.7提升到4.5，整體單體能量密度能夠提升到360瓦時每公斤。