国内固态电池产业链和重点企业分析 主流厂商按照半固态到全固态的发展路径布局
机电yjbzj220132023/8/18
一、产业链：半固态-全固态迭代，电解质-负极-正极梯次升级
固态电池技术迭代基于液态体系，顺序遵循固态电解质-新型负极-新型正极。主流厂商按照半固态到全固态的发展路径布局，核心变化在于引入固态电解质，电解质预计从聚合物+氧化物的半固态路线，向氧化物半/全固态路线，再向硫化物全固态路线迭代；负极从石墨，向硅基负极、含锂负极，再向金属锂负极升级；正极从高镍三元，向高电压高镍三元、超高镍三元，再向尖晶石镍锰酸锂、层状富锂锰基等新型正极材料迭代；隔膜从传统隔膜，向氧化物涂覆隔膜，再向固态电解质膜升级。
产业链方面，电池端企业主要有宁德时代、比亚迪、卫蓝新能源、清陶能源、亿纬锂能、赣锋锂业、辉能科技、国轩高科、孚能科技、蜂巢能源等；固态电解质企业主要有天目先导、蓝固新能源、奥克股份、上海洗霸、金龙羽、瑞泰新材等；固态电解质前驱体锆源/锗源企业有东方锆业、三祥新材、云南锗业、驰宏锌锗等；负极企业有兰溪致德、贝特瑞、翔丰华等；正极企业有容百科技、当升科技等；隔膜企业有恩捷股份等；此外整车企业以自研或增资入股等方式积极入局，代表公司有丰田、日产、本田等。
图表：固态电池产业链全景图
数据来源：中研普华产业研究院整理
二、国内：半固态电池率先落地，23年开始小批量装车
半固态电池国内率先量产，23年开始小批量装车，24年实现规模放量。国内以市场驱动为主，行业基本选用可量产的半固态路线，电解质选用聚合物+氧化物复合路线，正极仍选用高镍三元体系，负极升级为预锂化的硅基负极，实现能量密度360Wh/kg。代表厂商为卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业、辉能科技等，已在高端无人机、航天、军工等高端领域实现应用，23年实现360Wh/kg以上装车发布，如蔚来、上汽、赛力斯、高合等，成为产业化元年，但仍需规模效应降本，24年实现小规模放量，24-25年迎来商业化转折点。
三、宁德时代：推出凝聚态电池，开启下一轮创新节奏的里程碑
推出凝聚态电池，兼具高比能与高安全，可快速实现量产。宁德时代2023年4月19日推出凝聚态电池，兼具高比能和高安全，并且可以快速实现量产，是开启宁德时代下一轮创新节奏的里程碑，能量密度可高达500Wh/kg。该电池采用高动力仿生凝聚态电解质，构建纳米级别自适应网络结构，调节链间相互作用力，在增强微观结构稳定性的同时，提高电池动力性能，提升锂离子运输效率。此外凝聚态电池还聚合了包括超高比能正极、新型负极、隔离膜以及新工艺等一系列创新技术，使之既具备优秀的充放电性能，又具备高的安全性能。
2023年内具备车规级量产能力，同时进行航空级合作开发。公司正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发，执行航空级别标准与测试，满足航空级别安全与质量要求。同时，宁德还将推出凝聚态电池的车规级应用版本，可在2023年内具备量产能力。凝聚态电池的问世将会对实现碳中和产生积极深远的影响，为追求清洁环保的未来提供有力支持。
重点布局硫化物全固态路线，但距离商业化仍需5年以上。与日韩企业路线相似，宁德时代直接布局最具潜力的硫化物全固态电解质。宁德时代自13年起申请固态电池相关专利，具有多年技术储备，其中9项专利内容中含有硫化物固态电解质，专利内容包含基于硫化物的固态电解质、正极极片、固态电池、电池材料回收等方面。公司目前已有高能量密度的固态电池实验室样品，但距离实现商业化仍需5年以上。
以全固态锂金属电池为发展目标，不断提升能量密度与安全性。针对高端市场，宁德时代将持续投入全固态锂金属等新材料技术的研发，以锂金属负极材料为发展方向，正极材料由传统三元向高压三元、无金属材料迭代升级，通过不断攻关工艺难题与关键技术，争取到2030年前后实现真正意义上的超长续航、安全及具成本竞争力的锂电池技术。
四、比亚迪：专利数量多覆盖范围广，技术储备丰富
深耕固态电解质多年，专利数量众多。公司于11年起申请固态电池相关专利，截止23年3月已申请50余项，获30余项专利授权，申请中专利10余项，专利储备丰富。
研发涵盖多种路线，技术不断更新迭代。公司技术路线包含聚合物、氧化物、硫化物和复合固态电解质，其中聚合物路线主要包括PEO和聚烯酸酯类，氧化物、硫化物和复合固态电解质路线研究范围广泛，多种路线同步进行，不断升级迭代。此外，公司不断优化正/负极材料，对三元正极包覆硫化物电解质、钼酸盐等以改善离子传输和循环性能；负极采用硅基核壳结构、锑/铋锂合金以提高离子/电子电导性和电化学性能。
技术储备丰富，后续或升级固态+短刀+CTC体系。公司申请固态电解质相关的专利覆盖固态电解质材料、正/负极材料修饰与改性、电池结构、电池包与模组设计等，专利覆盖范围广泛，技术储备丰富，符合公司发展战略，结合传统电池包向CTC路线发展的趋势，推测第三代刀片电池可能使用固态软包。
五、卫蓝新能源：承接物理所核心专利，工艺技术全面领先
脱胎于中科院物理所，掌握原位固态化核心工艺。卫蓝新能源于2016年成立，由中科院院士陈立泉、研究员李泓、原北汽总工俞会根共同创办，是中科院物理所固态电池唯一的产业化平台，承接所有相关专利，研发实力全面领先，获小米集团、蔚来资本、华为哈勃、天齐锂业、吉利控股等入股。公司主打半固态路线，采用聚合物+氧化物（LATP为主）复合路线，首创原位固态化等八大核心工艺，改善固-固界面接触，并与液态电池工艺基本兼容，铸造产品护城河。
与蔚来、吉利等众多车企达成合作，23年下半年装车上线。20年8月，公司溧阳基地中试线投产(0.2gwh)，针对无人机、AGV等消费领域，能量密度达275Wh/kg，支持7C高功率放电。22年6月，公司湖州基底投产(2gwh)，针对动力领域，能量密度达360Wh/kg，23年上半年开始规模量产，预计下半年搭载蔚来ET7的150kwh电池包上线，续航里程突破1000km，成本较为昂贵，仍需规模效应和研发突破，进一步降本。此外公司已开发铁锂储能电芯，具备本征安全属性，能量密度150Wh/kg，已开始示范应用(4MWh)。全固态电池方面，公司计划24、25年推出400、500Wh/kg产品，量产进度较为领先。
远期规划产能超50gwh，形成完善产业链布局。公司22年底产能2.2gwh，远期产能规划超50GWh。公司电解质与天目先导、蓝固新能源、盟固利合作，正极与容百、当升签订战略合作协议，负极与天目先导、贝特瑞、天齐锂业合作，隔膜与恩捷股份签约，形成完善产业链布局。
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