預(yù)見2024:《2024年中國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)全景圖譜》(附市場供需情況、競爭格局和發(fā)展前景等)
行業(yè)主要上市公司:主要有比亞迪(002594)、上汽集團(600104)、蔚來汽車(NIO)、寧德時代(300750)、孚能科技(688567)、國軒高科(002074)等。
本文核心數(shù)據(jù):固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)全景圖譜、產(chǎn)業(yè)上下游供給情況、產(chǎn)業(yè)競爭情況、發(fā)展前景
產(chǎn)業(yè)概況
1、定義與分類
固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。
與傳統(tǒng)鋰電池相比,全固態(tài)電池最突出的優(yōu)點是安全性。固態(tài)電池具有抑制鋰枝晶、無界面副反應(yīng)、無電解液泄漏、高溫性能好、無氣脹的特性,匯總固態(tài)電池具備特性及其相應(yīng)優(yōu)點如下:
按照固態(tài)電池液體電解質(zhì)含量、電解質(zhì)材料、正負極材料類型,固態(tài)電池可以分為以下幾大類:
2、產(chǎn)業(yè)鏈剖析:固體電解質(zhì)材料是關(guān)鍵
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈與液態(tài)鋰電池大致相似,上游包括原料礦產(chǎn)、機械設(shè)備以及基礎(chǔ)材料,兩者主要的區(qū)別在于負極材料和電解質(zhì)的種類,正極材料方面幾乎一致。產(chǎn)業(yè)鏈中游為電池包的加工制備過程,產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用領(lǐng)域包括新能源汽車、儲能系統(tǒng)、消費電子等。
分析中國固態(tài)電池行業(yè)生態(tài)圖譜可知,固態(tài)電池生產(chǎn)商垂直一體化能力強。電池芯材料制備環(huán)節(jié)廠商包括杉杉股份、天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè)、天豐新材等新能源材料生產(chǎn)商,也有寧德時代、清陶能源等動力電池生產(chǎn)企業(yè),還包括豐田等車企,企業(yè)類型多樣,切入方向多元。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程:行業(yè)處在商業(yè)化早期階段
中國關(guān)于固態(tài)電池的研究至少可以追溯到20世紀(jì)70年代,幾乎與鋰離子電池的研究同時起步。但鋰離子電池優(yōu)異的性能獲得了更多的認(rèn)可,并在過去50年獲得了巨大的進步和商業(yè)化應(yīng)用,成為目前市場應(yīng)用最廣泛的電池體系。但由于對鋰供應(yīng)短缺的擔(dān)憂,對能量密度、安全性等更高要求,2015年以來固態(tài)電池重新進入行業(yè)重點研發(fā)產(chǎn)品行列。
綜合行業(yè)參與主體的技術(shù)路線圖和相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,中國固態(tài)電池發(fā)展正處于加速研發(fā)階段,使用全固態(tài)鋰電池能量密度具備突破500wh/kg的潛力,在2025年前,半固態(tài)電池會逐步實現(xiàn)商業(yè)化,在動力電池的整體市場上逐漸形成一定規(guī)模;2025年左右,全固態(tài)電池將開始小規(guī)模搭載在實車上。
上游供給情況:原料產(chǎn)量穩(wěn)步增長
——正極材料:供給穩(wěn)步提升
固態(tài)電池正極材料與鋰電池一致,主要包括錳酸鋰、磷酸鐵鋰,三元正極材料等。得益于手機、筆記本電腦、電動車等的快速發(fā)展,企業(yè)對鋰電池正極材料的投資加大。根據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所數(shù)據(jù),2015-2022年,中國鋰電池正極材料產(chǎn)量從11.3萬噸增至190萬噸。2023年中國鋰電池正極材料出貨量248萬噸,同比增長31%。
——負極材料:鋰金屬負極成為發(fā)展重點
固態(tài)電池負極材料目前主要集中在金屬鋰負極材料、碳族負極材料和氧化物負極材料三大類,其中金屬鋰負極材料因其高容量和低電位的優(yōu)點成為全固態(tài)鋰電池最主要的負極材料之一,采用金屬鋰制作負極材料,有望提升40-50%的能量密度,目前需解決其穩(wěn)定性問題。
下游發(fā)展情況:新能源汽車產(chǎn)量迅速增長
下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷革新對鋰電池行業(yè)提出了愈來愈高的要求,鋰電池技術(shù)也由此不斷進步,向更高的比能與安全性進發(fā)。從鋰電池技術(shù)發(fā)展的路徑來看,液態(tài)鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)的能量密度已經(jīng)逐漸接近了它的極限,固態(tài)鋰電池將是鋰電發(fā)展的必經(jīng)之路。
固態(tài)電池下游需求包括消費電池、動力電池、儲能電池三大領(lǐng)域,其中新能源汽車動力電池市場前景最受看好。隨著“雙碳”目標(biāo)的發(fā)布實施,加速轉(zhuǎn)型進度,中國新能源汽車產(chǎn)量迅速增長,2023年,新能源汽車產(chǎn)量958.7萬輛,同比增長35.8%。。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1、供給:2025年有望實現(xiàn)商業(yè)化
目前,全固態(tài)電解質(zhì)鋰動力電池存在的技術(shù)難點問題包括固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導(dǎo)率偏低問題、固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差問題、金屬鋰的可充性問題等。根據(jù)IEA初步預(yù)計,到2025年,固態(tài)電池技術(shù)將實現(xiàn)商業(yè)化。
2、需求:主要集中在三大應(yīng)用領(lǐng)域
總結(jié)分析固態(tài)電池三大需求領(lǐng)域情況如下:
產(chǎn)業(yè)競爭格局
1、企業(yè)競爭情況
近幾年越來越多的企業(yè)已經(jīng)參與固態(tài)電池市場布局,參與主體包括中科院化學(xué)所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機構(gòu),贛鋒鋰業(yè)、寧德時代等電池企業(yè);更有其他領(lǐng)域企業(yè)看好固體電池跨界投資,如以汽車零部件為主的萬向集團、新能源汽車比亞迪等。
我國企業(yè)在固態(tài)電池的研究上主要是以硫化物電解質(zhì)技術(shù)和氧化物電解質(zhì)技術(shù)兩種路線為主,聚合物電解質(zhì)技術(shù)路線的非常少。其中硫化物電解質(zhì)技術(shù)路線的企業(yè)主要的代表有寧德時代,氧化物電解質(zhì)技術(shù)路線的代表企業(yè)主要有贛鋒鋰業(yè)、清陶發(fā)展、輝能科技等。
2、區(qū)域競爭情況
從代表性企業(yè)/機構(gòu)分布情況來看,環(huán)渤海、長三角地區(qū)代表性企業(yè)/機構(gòu)較多,其中北京擁有中科院物理所、中科院化學(xué)所、匠心、國聯(lián)動力等科研實力強大的企業(yè)/機構(gòu)。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景及趨勢預(yù)測
1、行業(yè)發(fā)展趨勢
從市場競爭、技術(shù)創(chuàng)新、細分市場等方面對中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展趨勢進行預(yù)判如下:
2、市場前景展望
2022年以來,固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得了明顯的進展,尤其是伴隨著以衛(wèi)藍新能源和贛鋒鋰電等為代表的中國企業(yè)的半固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車,標(biāo)志著半固態(tài)電池在2023年實現(xiàn)了經(jīng)濟學(xué)意義上的產(chǎn)業(yè)化。預(yù)計2029年中國固態(tài)電池出貨量將超過100GWh。
預(yù)計,固態(tài)電池將率先在動力電池、消費電池、儲能等領(lǐng)域得到應(yīng)用。到2030年,固態(tài)電池在上述三大領(lǐng)域的整體滲透率將達到8.8%左右。
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本報告前瞻性、適時性地對固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展背景、供需情況、市場規(guī)模、競爭格局等行業(yè)現(xiàn)狀進行分析,并結(jié)合多年來固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展軌跡及實踐經(jīng)驗,對固態(tài)電池行業(yè)未來...
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