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固态电池迎重大突破，重量减少4成、能量密度提升一倍！全面梳理固态电池行业

光大证券微资讯

2022-10-14

当今之世，新能源汽车已在全球范围内蓬勃发展，各国都在集中科研力量攻克电池技术难题。

无论是磷酸铁锂电池还是镍钴锰三元锂电池，安全性、续航能力、充电时长都是悬在头上的“达摩克利斯之剑”。与上述的液态电池相比，固态电池有望成为更加理想的解决方案。

日前，美国航空航天局（NASA）在固态电池方面取得重大突破。NASA成功将固态电池能量密度提升至500Wh/kg，是特斯拉4680电池的1.7倍左右，是普通电池的2倍左右。NASA也推动了封装技术的革新，电池重量有望减少30%-40%

今天，我们就一起研究固态电池的现状及发展趋势，共同探索固态电池产业链的机遇。

1、固态电池或于2025年迎来商用，电池技术持续优化

得电池者，得天下。

当前，主要国家铆足了劲研究动力电池，固态电池成为关键领域。日前，NASA就在固态电池领域取得重大突破。

早在2021年4月，NASA已计划为电动飞机研发固态电池。与锂离子电池相比，NASA固态电池为硫硒电池，成本较为低廉；同时，该固态电池还将利用“多孔石墨烯”材料。

电池材料的革新带来全新的固态电池，能量密度提升至500Wh/kg，秒杀特斯拉4680电池。电池的放电效率取得几何级数提升，这为大型运输工具提供动力奠定基础。

NASA同时改善了电池封装技术，将固态电池电芯在单个外壳内进行堆叠，这将电池重量减少30%-40%。

在庞大的电动汽车产业链中，动力电池占据着关键地位，电池技术成为整个行业发展的核心动力。

当前主流的三元锂电池、磷酸铁锂电池，均属于液态电池，构成部分均包含正极材料、负极材料、电池隔膜和电解液四大部分。带电的锂离子以电解液为介质，不断在正极材料、负极材料之间运动，进而实现了电池的充电、放电。

正因为电解液的存在，液态电池能量密度将大打折扣。此外，液态电池始终面临充电效率低、碰撞起火等问题，因此科学界一直在致力于固态电池的研究。

固态电池与液态电池工作原理相同，但电解质采用了固体电解质，可以提升能量密度、减小电池体积。因此，固态电池最核心的壁垒就是固态电解质，这也是各大电池巨头努力攻关的方向。

早在2010年，丰田就曾发布续航里程超1000Km的固态电池。丰田在车规级固态电池领域拥有专利超1000项，成为全球固态电池行业的领路人。在2022年美国拉斯维加斯消费电子展上（CES2022），丰田首席科学家信心满满地宣布，第一辆搭载固态电池的丰田汽车面世时间约为2025年。

2021年，大众汽车集团零部件公司首席技术官Thomas Schmall公开表示，公司大力推进固态电池，有望在2025年向市场供应固态电池，计划到2030年打造6大电池工厂，总年产能将达240亿瓦时。

同一年，宝马终于在固态电池方面爆出大动作，公司与福特等公司注资Solid Power，总出资额为1.3亿美元。Solid Power已经生产20安时的全固态电池，并计划生产100安时电池。宝马则计划在2025年前推出首辆固态电池展示车，并努力在2030年实现量产，推动锂电池过渡至固态电池阶段。

由以上巨头的研发计划，我们可以看到，未来3-8年将是固态电池能否量产、商业化的关键。换一句话说，什么因素导致固态电池仍无法实现量产？

这还是要归因于固态电池电解质生产工艺比较复杂，无论是聚合物有机固态电解质，还是氧化物、硫化物无机电解质，都需要面临锂离子电导率、电极间界面阻抗等难题。再加上庞大的生产线路资本开支，固态电池商用化阶段仍需时日。

2、电动汽车销量暴增，中国积极推动固态电池发展

中国作为全球第一大电池汽车和动力电池生产国，也成为固态电池进步的重要推手。

10月12日，中汽协发布9月汽车行业产销量数据。汽车产量、销量达到267.2万辆、261万辆，同比分别增长28.1%、25.7%。

自2021年5月负增长以来，汽车产销量增速首次出现连续四个月高于20%，行业反转基础愈加稳固。

与整个汽车行业相比，新能源汽车表现更加突出。9月新能源汽车产量、销量分别完成75.5万辆、70.8万辆，同比暴增1.1倍、93.9%。

资料来源：iFinD

中国汽车动力电池产业创新联盟日前发布的数据显示，9月宁德时代动力电池装车量达到15.12GWh，市占率高达47.8%；比亚迪装车量7.1GWh，市占率22.44%；中创新航、国轩高科、LG新能源、欣旺达、亿纬锂能、瑞浦兰钧、蜂巢能源等公司紧随其后，市占率均超2%。

固态电池方面，早在2020年国务院办公厅便印发了《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，提出加快固态动力电池技术研发及产业化。

中国固态电池行业已经涌现宁波锋锂、江苏清陶、北京卫蓝等头部公司，技术线路都属于氧化物无机材料为基础的固液混合技术。

早在2021年，宁德时代便对外宣称，可以生产固态电池的样品，但商业化阶段要等到2030年左右。

2021年7月，北汽汽车和江苏清陶已推出了首辆固态电池原型车，搭载清陶第I代固态电池系统。

A股多家公司已瞄准半固态电池，这或许成为液态电池向固态电池过渡的中间方案。国轩高科已在量产能量密度达360Wh/kg的半固态电池，2023年将批量交付。

孚能科技日前发布动力电池解决方案——SPS（Super Pouch Solution），应用半固态电解质，充电时间缩短一半。

此外，当升科技、天齐锂业、欣旺达、新宙邦、天赐材料等公司纷纷研发固态电池材料，未来将促进整个产业链的发展。

李泉

投资顾问执业编号：S0930622070004

基金从业编号：A20211203001155

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