政策助力技术落地全球固态电池行业产业化加快中国厂商布局趋向多元化

2024-12-19 09:51

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前言：随着对锂离子电池安全性和能量密度等性能要求的不断提高，固态电池被普遍认为是下一代电池体系的重要升级方向。自2020年以来，各国持续推出固态电池产业相关政策，把固态电池产业化作为国家的战略目标之一，如欧盟发布《欧洲电池研发创新路线图》、《电池2030+路线图》等，中国颁布《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》（征求意见稿）、《关于推动能源电子产业发展的指导意见》等政策。基于此，全球固态电池企业也积极进行产能布局。例如，SK On目标是在2028年实现固态电池的商业化；宁德时代、比亚迪计划到2027年实现小批量生产，在2030年后实现规模化生产。

1、固态电池被普遍认为是下一代电池体系的重要升级方向

根据观研报告网发布的《中国固态电池行业现状深度研究与未来前景预测报告（2024-2031年）》显示，固态电池是一种采用固态电解质的电池技术。与液态锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大主材组成不同，固态电池使用固态电解质来替代电解液和隔膜。传统液态锂离子电池的理论能量密度上限约为350Wh/kg，其性能已经接近极限。随着对锂离子电池安全性和能量密度等性能要求的不断提高，固态电池被普遍认为是下一代电池体系的重要升级方向。

固态电池、半固体电池、液态锂电池性能对比

项目	液态锂电池	半固态	全固态
正极材料备选	磷酸铁锂，三元锂	高镍三元，高电压高镍三元，超高镍三元	镍锰酸锂，富锂锰基
负极材料备选	碳，硅碳	碳，硅碳	含锂金属，金属锂
电解质材料	六氟磷酸锂，新型锂盐	新型锂盐，固态电解质+液态浸润剂	氧化物，聚合物，硫化物
隔膜	隔膜，微孔隔膜	涂覆隔膜	不需要
封装	方形/圆柱/软包	方形/圆柱/软包	软包
电芯能量密度	150-300Wh/kg	约350Wh/kg	>500Wh/kg
优点	技术成熟，成本低	安全性高，可部分沿用现有生产工艺	性能提升巨大，安全性高
缺点	接近性能极限	成本高，性能提升幅度有限	成本高，量产难度大
发展现状	大规模装车	小规模装车	研发中后期样品试制

资料来源：观研天下整理

2、各国政策持续发力，推动固态电池技术落地

自2020年以来，各国持续推出固态电池产业相关政策，把固态电池产业化作为国家的战略目标之一。例如，2023年，欧盟发布《欧洲电池研发创新路线图》、《电池2030+路线图》，继续将第四代固态电池材料研发（交通应用）列为2030年优先事项，并实现电堆成本控制在75欧元每千瓦时之内。

海外国家（地区）固态电池政策

国家	时间	政策	要点
美国	2021年	《锂电池2021—2030年国家蓝图》	提出到2030年实现包括固态电池在内的先进电池技术的规模化生产，固态电池目标能量密度达到500Wh/kg
日本	2022年8月	《蓄电池产业战略》	提出通过绿色创新基金等方式，加快固态电池为核心的新一代电池、材料创新，提升电池续航，能量密度达到当前2倍以上水平，到2030年左右实现全固态锂电池的商业化
韩国	2021-2022年	《2030二次电池产业发展战略》《二次电池产业创新战略》	提出“到2030年韩国占据全球电池产业40%市场份额”的发展目标，通过公私合作、投资拉动，促进企业科技创新，加速抢占下一代电池技术的战略高地，加快产能和供应链体系建设
欧盟	2023年	《欧洲电池研发创新路线图》、《电池2030+路线图》	继续将第四代固态电池材料研发（交通应用）列为2030年优先事项，并实现电堆成本控制在75欧元每千瓦时之内

资料来源：观研天下整理

同时，近年来，我国相继颁布《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》（征求意见稿）、《关于推动能源电子产业发展的指导意见》等政策，推动固态电池行业健康发展。

我国固态电池行业相关政策

时间	政策	主要内容
2024.02	《锂电池行业规范条件(2024年本)》	增加固态单体电池产品性能要求:单体电池能量密度≥300wh/kg,电池组能量密度≥260Wh/kg。循环寿命≥1000次且容量保持率≥80%。
2023.12	《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》	加大动力电池关键技术攻关，在不明显增加成本基础上将动力电池循环寿命提升至3000次及以上，攻克高频度双向充放电工况下的电池安全防控技术。
2023.01	《关于推动能源电子产业发展的指导意见》	加强新型储能电池产业化技术攻关，推进先进储能技术及产品规模化应用，加快研发固态电池、钠离子电池、氢储能/燃料电池等新型电池。
2022.06	《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022-2030年)》	研发压缩空气储能、飞轮储能、液态和固态锂离子电池储能、钠离子电池储能、液流电池储能等高效储能技术，研发梯级电站大型储能等新型储能应用技术以及相关储能安全技术。
2022.01	《“十四五”新型储能发展实施方案》	开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等关键核心技术、装备和集成优化设计研究，集中攻关超导、超级电容等储能技术，研发储备液态金属电池、固态锂离子电池、金属空气电池等新一代高能量密度储能技术。
2021.10	《2030年前碳达峰行动方案》	聚焦化石能源绿色智能开发和清洁低碳利用、可再生能源大规模利用、新型电力系统、节能、氢能、储能、动力电池、二氧化碳捕集利用与封存等重点,深化应用基础研究。
2020.10	《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》	开展正负极材料、电解液、隔膜、膜电极等关键核心技术研究，加强高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关，加快固态动力电池技术研发及产业化。

资料来源：观研天下整理

因此，在各国政策支持下，全球固态电池企业也积极进行产能布局。

3、日韩企业聚焦于硫化物路线，丰田固态电池技术相关专利居全球首位

具体来看，在日本，由于固态电池技术研发起步较早，在硫化物固态电解质具备领先优势，所以丰田、日产、本田、松下等均将硫化物固态电池作为主要的研发方向，其中丰田拥有超过1300项固态电池技术相关专利，位居全球首位。而韩国在聚焦于硫化物技术的同时，在氧化物和聚合物体系上进行技术研究和储备。量产计划方面，三星SDI计划在2027年开始量产全固态电池，SK On目标是在2028年实现固态电池的商业化，LG新能源则预计2030年实现全固态电池量产。

日韩企业固态电池布局一览

国家	公司名称	量产进度	技术路线
日本	丰田	2023年10月宣布固态电池实现突破，充电10分钟，续航1200公里；2023年12月宣布将全固态电池的量产时间从2027年推迟至2030年以后。	硫化物
	松下	将于2025-2029年量产面向无人机等开发的小型全固态电池；2023年9月首次公开快充全固态电池，10%充到80%只需3分钟；2019年与丰田合资成立PrimePlanetEnergy&Solutions，开发固态电池。	硫化物
	日立造船	2024年2月，全固态电池首次接到芯片设备商订单；2023年推出第3款全固态电池试作品AS-LiB，容量可达5000mAh。	硫化物
	本田	2020年宣布开发出一种高能量密度的全固态电池原型；计划2024年春季投产全固态电池生产线，2025年在新车型上使用全固态电池。	硫化物
韩国	现代	2017年宣布研发固态电池，并已建立中试生产设施；2020年投资IonicMaterials公司，主攻固态电池研发，预计2025年实现量产。	硫化物
	三星SDI	2023年下半年开始小规模的固态电池生产和验证；水原研发中心的固态电池试点生产线(S-line)已经完工；2024年3月首次公开其全固态电池(ASB)的量产准备路线图；计划在2025年开发出大型电池生产技术，在2027年量产全固态电池。	硫化物
	LG新能源	2023第三季度开始在梧仓工厂建设半固态电池生产线；计划2026年前实现聚合物半固态电池商业化，能量密度650Wh/L；2028年推出750Wh/L的聚合物固态电池和完成硫化物全固态电池开发；2030年推出超过900Wh/L的硫化物全固态电池。	聚合物/硫化物
	SKOn	下一代电池试验工厂正在建设，预计2024年完工；2024年1月宣布加深与SolidPower的合作伙伴关系；计划在2026年完成聚合氧化物复合材料和硫化物固态电池两款电池的早期原型；2028年实现固态电池商业化。	聚合氧化物复合材料/硫化物

资料来源：观研天下整理

4、欧美：美国固态电池发展主要由初创企业推动，欧洲则通过投资

美国固态电池市场参与者以初创公司众多，包括Solid Power、Quantum Scape、Factorial Energy、Ionic Materials等，在硫化物、氧化物和聚合物路线都有布局，主要通过与车企绑定模式发展。而欧洲固态电池参与者主要为汽车制造商，通过投资美国的初创企业来加速固态电池技术的发展。

欧美企业固态电池布局一览

国家	公司名称	量产进度	技术路线
美国	Solid Power	公司股东包括宝马、福特等；2017年开始与宝马合作开发固态电池；2021年与SKOn达成联合开发协议；2022年完成固态电池试验线安装；2023年生产出A样品并交付给宝马进行测试；2024年1月宣布加深与SKOn的合作伙伴关系；计划2024年全固态电芯设计将进入A-2样阶段；计划2025年开发出相应电池配套宝马原型车；计划2030年实现全固态电池大规模量产。	硫化物
	Quantum Scape	由比尔盖茨、大众集团领衔投资；2022年与Fluence达成合作协议；2023年二季度开始给客户送A0样品；2023年10月更新固态电池测试数据；2024年通过德国大众公司的50万公里耐久性测试；预计2025年之前将产能扩张至1GWh，长期规划超21GWh。	氧化物
	Factorial Energy	2021年制作40Ah固态电池原型，与奔驰、Stellantis、现代等签署固态电池联合开发协议；2022年获得奔驰、Stellantis集团投资；2023年200MWh固态电池工厂正式开工建设电池产品已进入A样送样阶段。吸引了包括现代汽车在内的多家公司的投资；计划2025年为雷诺提供零钻含量固态电池技术。	/
德国	大众	从2012年起与Quantum Scape合作；2018年6月追加投资，取得Quantum Scape董事席位；2024年电池子公司Power Co发布对Quantum Scape提供的24层固态电池样品的耐久性测试结果报告。	/
德国	宝马	与Solid Power有着紧密的合作关系；SolidPower已经向宝马交付了首批固态电池A样品，宝马将在2025年之前推出基于Solid Power电池技术的原型车。	/
法国	Bollore	自2011年起就开始尝试固态电池在电动车领域的商业化；其自主研发的电动车Bluecar搭载子公司Batscap生产的30kWh金属锂聚合物电池，约有2900辆Bluecar投入使用；2023年10月，子公司Blue Solution与富士康旗下Solid EdgeSolution合作，生产两轮车固态电池。	聚合物
英国	Dyson	2015年以9000万美元全资收购美国固态电池公司Sakti3；2016年出资14亿美元建立一座大型固态电池工厂。	/

资料来源：观研天下整理

5、中国：多元路线并举，企业布局持续加速

目前，我国固态电池市场参与者众多，涵盖整车企业、电池厂商、固态电池初创企业、锂电材料厂商等多个类型，在固态电池产业链各环节均有布局，并且布局持续加速。例如，宁德时代、比亚迪计划到2027年实现小批量生产，在2030年后实现规模化生产；卫蓝新能源2023年6月正式向蔚来交付半固态产品，预计2027年实现全固态电池量产；辉能科技与奔驰等企业绑定，2024年其全球首条固态电池生产线正式投产。

中国固态电池企业布局概况

类型	公司名称	量产进展	技术路线
电池厂商	宁德时代	2016年宣布硫化物固态电池的研发路径；计划到2027年实现小批量生产；2024年11月，固态电池研发团队已经扩充至超1000人，全固态电池开始20Ah样品验证。	硫化物
	比亚迪	计划2027年，实现小批量生产，搭载于比亚迪高端车型，规模约1000台。到2030年为市场推广期，预计有4万辆车装载全固态电池。到2033年，预计有12万辆车规模化装机，市场占有率逐渐提升。	高镍三元+硅基负极+硫化物
	欣旺达	计划在2026年建设1GWh的全固态电池生产线，实现初步量产，成本控制在2元/Wh以下；2024年11月，欣旺达通过负极使用锂金属进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg，预计2027年完成能量密度大于700Wh/kg全固态电池实验室样品制作；2024年12月，欣旺达子公司与厦钨新能签署固态电池战略合作框架协议。	锂金属负极固态电池
整车企业	广汽集团	2023年11月宣布完成固态电池的界面改性技术试验验证；2024年4月，广汽埃安全固态电池再获新突破，能量密度达到400Wh/kg，目标在2026年完成全固态电池开发，并首先搭载于昊铂车型。	全固态电池
	上汽集团	2023年5月，上汽集团和清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议；计划于2026年实现量产，能量密度超过400wh/kg，体积能量密度超过820wh/L，电池容量能够超过75Ah。	-
	长安汽车	预计在2027年实现全固态电池装车验证，并计划在2030年实现全固态电池的量产装车，与行业领先水平同步。	-
初创公司	卫蓝新能源	拥有北京房山、江苏溧阳、浙江湖州和山东淄博四大基地，规划产能超过100GWh。其中，湖州基地第一颗固态动力电芯于2022年11月下线，2023年6月正式向蔚来交付半固态产品，预计2027年实现全固态电池量产。	氧化物
	清陶能源	2018年实现半固态电池量产；2020年与北汽合作的固态电池样车下线；2022年北汽福田商用车固态电池系统下线；2023年与上汽集团签署协议，推动2025年固态电池“10万辆级”量产落地；2024年半固态电池搭载上汽智己车型；台州固态电池项目预计2025年正式投产。第一代半固态电池为氧化物+聚合物的技术路径，第二代固态电池为氧化物+卤化物+聚合物的路径。	氧化物+卤化物+聚合物
	辉能科技	2016年开始进行车规级电芯送样；2018年威马展示搭载公司固态电池的样车；2019年与蔚来、爱驰汽车签订战略合作协议；2022年获得奔驰投资并签订技术合作协议，与Vinfast和ACC签约合作；2024年全球首条固态电池生产线正式投产。	氧化物
材料厂商	赣锋锂业	2023年6月，半固态锂电池在赛力斯SERES-5上正式交付装车。2023年固态电池4GWh产能已建成量产，后续36GWh产能正在建设中。赣锋锂业一代固态电池能量密度可以做到260Wh/kg以上，二代固态电池基于高镍三元正极、含金属锂负极材料。目前该产品能量密度超过350Wh/kg，循环寿命接近400次。	高镍三元正极、含金属锂负极固态电池