動力電池成本系列報告之三:2025年後電池能量密度達不到國家要求(可下載)

新浪vr 發佈 2020-05-12T11:25:02+00:00

固態電池電化學窗口可達5V以上,允許匹配高能正極,電池負極可以採用金屬鋰,提升理論能量密度,有望解決新能源汽車裡程焦慮問題;

獲取《動力電池成本系列報告之三:固態電池:搶占下一代鋰電技術制高點》完整版,請關注綠信公號:vrsina,後台回復「綜合報告4」,該報告編號為20bg0064

[研究報告內容摘要]

固態電池有望成為下一代高性能鋰離子電池。

(1)固態電池將液態電解質替換為固態電解質,安全性高,大大降低了電池熱失控的風險;

(2)固態電池電化學窗口可達5V以上,允許匹配高能正極,電池負極可以採用金屬鋰,提升理論能量密度,有望解決新能源汽車裡程焦慮問題;

(3)固態電池可簡化封裝、冷卻系統,電芯內部為串聯結構,在有限空間內進一步縮減電池重量,體積能量密度較液態鋰離子電池(石墨負極)可提升70%以上。目前,

(1)聚合物固態電解質率先實現應用,但存在高成本和低電導率兩個致命問題;

(2)氧化物固態電解質綜合性能好,LiPON薄膜型全固態電池已小批量生產,非薄膜型已嘗試打開消費電子市場;

(3)硫化物固態電解質電導率最高,研究難度最高,開發潛力最大,如何保持高穩定性是一大難題。

固態電池領域進入「軍備競賽」階段,各企業期望搶占先機以贏得市場份額。固態電池領域市場參與者眾多,車企、電池企業、投資機構、科研機構等在資本、技術、人才三方面進行博弈。隨著越來越多的企業加入,固態電池產業化進程不斷加速:

(1)中國企業縱向聯合,高校及研究機構科技成果初嘗產業化;

(2)歐美多國政府撥款助力固態電池研發,科研機構及固態電池初創企業是主力,各大車企紛紛投資;

(3)日本電池領域底蘊深厚,企業依靠自身優勢組建研發團隊攻克技術難關,同時車企橫向聯合共同開發電池技術,科研機構、車企、電池和材料企業等多行業抱團共同參與研究;

(4)韓國電池企業選擇縱向聯合,共同開發固態電池技術。

固態電池的工藝路線尚不成熟,降本仍需過程,全面產業化預計需要5-10年。2020年3月初,三星高等研究院(SAIT)與三星日本研究中心(SRJ)在《自然-能源》介紹了其在固態電池領域的最新進展,銀碳基全固態電池能夠實現900Wh/L高能量密度、1000圈以上長循環壽命及99.8%極高充放電效率,電池一次充電後可驅動汽車行駛800公里。但生產環境要求苛刻,銀碳層大規模生產所需的貴金屬納米銀成本較高;

短期產業化並不現實;目前,各家對固態電池的而研究仍在過程中,簡單將液態電解質替換為固態電解質並不能大幅提升電池能量密度,只有匹配高能電極材料才能實現能量密度的跨越。我們認為降本需要:

(1)更低的物料價格;

(2)穩定完善的供應體系(高質量鋰箔供應);

(3)工藝改進(bipolarstack工藝)。

投資建議:我們認為,向全固態鋰電池過渡是鋰電技術進步的重要趨勢;

目前,全球都在加快固態電池的研發,雖然距離產業化尚需時間,但如電解質或負極材料選擇與改性、電池工藝革新都應是一步一步探索的過程;

我們建議持續關注企業與科研單位的創新技術成果的發布、並持續關注龍頭公司的鋰電產品的研發進展。

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