1、半固态电池概述
根据观研M88体育官方网发布的《中国半固态电池产业现状深度分析与发展前景预测M88体育官方(2024-2031年)》显示,锂离子电池根据电解质不同可以分类为液态锂电池、固态电池两类。固态电池包括半固态电池、准固态电池和全固态电池。半固态电池是液态锂电池向全固态电池过渡的阶段,半固态电池的装车量产,能够提供一个缓冲阶段,为全固态电池产业链的提前布局打下基础。半固态电池电芯中固态电解质和液态电解质均存在,电解液含量占比在5%-10%;固态电池由于固态电解质具有不易燃性、耐高温、无腐蚀和不挥发等特点。
锂离子电池分类
名称 |
定义 |
液态锂电池 |
电芯在制造过程中只含有液态电解质,不含有固态电解质,包括液态锂离子电池和液态金属锂电池。 |
凝胶电解质锂电池 |
属于液态锂离子电池范畴,电芯中液态电解质以凝胶电解质形式存在,不含固态电解质。 |
半固态电池 |
电芯中固态电解质和液态电解质均存在,液态电解质的质量或体积的比例相对较大,电解液含量占比在5%-10%。 |
准固态电池 |
电芯中固态电解质的质量在电芯中较高或者体积较大,同时含有少量液态电解质,电解液含量占比在0%-5%。 |
混合固液锂电池 |
电芯中同时存在液态电解质和固态电解质。前述半固态、准固态、固态电池等均为混合固液锂电池的一种。 |
全固态电池 |
电芯由固态电极和固态电解质材料构成。在工作温度范围内,电芯不含有任何质量及体积分数的液态电解质,也可称为“全固态电解质锂电池”,能够充放电循环的可进一步称为“全固态锂二次电池”或“全固态电解质锂二次电池”。 |
资料来源:明升体育M88整理
2、半固态电池落地能见度高,国产企业布局遥遥领先
半固态电池保留隔膜与部分电解液,工艺设备与液态电池的重合度较高,能套用现有的成熟产业链,有望率先实现产业化落地。因此,蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业、辉能科技等国产企业选择半固态电池作为过渡阶段产品,积极进行研发与产能布局。目前,经过装车验证的半固态电池能量密度最高可达368Wh/kg,相较于成熟高镍三元电池提升40%左右,截至2023年底国内公开发布的半固态电池产能规划合计已达240GWh。
液态锂电池、半固态电池和全固态电池的性质对比
性质 |
液态锂电池 |
半固态电池 |
全固态电池 |
电解质类型 |
液态电解质 |
液态电解质+固态电解质 |
固态电解质(包括聚合物固态电解质、氧化物固态电解质、硫化物固态电解质等类型) |
负极材料 |
石墨负极或硅碳负极 |
石墨负极或硅碳负极 |
石墨负极、硅碳负极、金属锂 |
隔膜 |
有隔膜 |
有隔膜,并涂覆固态电解质材料 |
无隔膜 |
安全性能 |
安全性相对较差 |
安全性有所改善 |
安全性高 |
能量密度 |
可达300Wh/kg |
可达400Wh/kg |
可达500Wh/kg以上 |
资料来源:明升体育M88整理
我国主要企业半固态电池布局
电池企业 |
半固态布局进展/目标 |
能量密度(Wh/kg) |
产能规划 |
卫蓝新能源 |
2022年11月首颗电芯下线,2023年6月装车交付 |
360 |
50GWh;一期2GWh已建 |
清陶能源 |
计划2024年第一代电池搭载智己新车,开始生产第二代电池 |
一代368;二代400-500 |
35GWh |
太蓝新能源 |
半固态电池样品已向多家主机厂送样测试;重庆0.2GWh工厂满产,2GWh工厂预计6月投产 |
350 |
12.2GWh;一期0.2GWh投产;二期2GWh在建 |
领新新能源 |
规划2024年实现3GWh建成投产,2026年实现10GWh量产 |
380 |
20GWh,一期投产 |
辉能科技 |
2013年首条中试线开始运营;2017年10月40MWh消费类产线投产;2023年台湾3.5GWh动力类产线投产 |
270 |
120GWh;已投产3.5GWh |
宁德时代 |
凝聚态电池首先应用于民用电动载人飞机项目的合作开发,车规版本预计量产在即 |
500(飞机用) |
—— |
孚能科技 |
2023年1月,岚图追光首批搭载孚能科技半固态电池的车型下线;第二代半固态电池产业化开发阶段 |
330 |
—— |
赣锋锂电 |
一代产品已经开始量产;二代产能建设中 |
一代260;二代400 |
40GWh;一代4GWh |
国轩高科 |
通过测试进入产业化阶段 |
360 |
—— |
蜂巢能源 |
已完成第1代方形短刀、软包半固态电池技术开发,通过针刺安全测试;2代半固态电池体系开发中 |
一代230-270;二代350 |
—— |
亿纬锂能 |
完成设计定型,装车验证中 |
330 |
—— |
中创新航 |
技术储备 |
贫液化400;半固态450;准固态500 |
—— |
冠盛股份 |
2024年1月,与东驰新能源成立合资公司拟开展固态动力电池、半固态储能电池生产制造 |
350-450 |
—— |
资料来源:明升体育M88整理
3、半固态装车元年已至,产业化进程加快
自2021年1月9日,蔚来在NIO Day上发布150kWh半固态电池包后,其他车企与电池厂也积极布局,并且从2022年开始逐步实现量产与装车交付。数据显示,2023年,卫蓝新能源、赣锋锂电等企业的固液混合态电池实现批量装车,装车量约0.8GWh,其中卫蓝新能源11月、12月装车量分别为0.41GWh和0.35GWh,标志着半固态电池的产业化进程大幅提速。
我国半固态电池装车进展
车企 |
车型 |
电池供应商 |
装车进展 |
东风 |
E70 |
赣锋锂电 |
2022年1月批量下线 |
岚图 |
追光 |
孚能科技 |
2023年1月首批量产下线,电池包电量82kWh |
蔚来 |
ET7 |
卫蓝新能源 |
2023年6月装车交付,电池包电量150kWh,续航超1000km |
长安深蓝 |
S7 |
自研 |
2023年4月亮相上海车展,目前已经进入工程化研发阶段,计划2025年搭载整车应用 |
赛力斯 |
SERES-5 |
赣锋锂电 |
2023年装车上市 |
上汽 |
—— |
清陶能源 |
预计2025年大规模量产,续航里程超1000km |
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4、我国半固态电池产业需求规模稳定增长,2030年有望超过60GWh
综上所述,在各大车企与电池厂积极布局与规划产能,再加上新能源汽车产销量持续上升的趋势下(新能源汽车是半固态电池最主要的市场),我国半固态电池产业需求规模稳定增长,具备强大的想象空间。根据数据显示,2023年,我国半固态电池产业在新能源车汽车市场中乐观需求量达2.5GWh,渗透率为1%,保守需求量为1.7GWh,渗透率为0.7%;预计到2030年,我国半固态电池在新能源汽车市场中乐观需求量为90.0GWh,保守需求量为61.4GWh。(半固态电池在新能源汽车市场中需求量=新能源汽车对锂电池需求量×半固态电池渗透率)
数据来源:明升体育M88整理
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