政策+企業(yè)積極布局雙輪驅(qū)動-我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化啟動“加速鍵”

-1-政策+企業(yè)積極布局雙輪驅(qū)動-我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化啟動“加速鍵”1、固態(tài)電池大幅提升電池安全，具備本質(zhì)安全性目前，鋰離子電池基本采取液態(tài)電解質(zhì)，由溶劑、鋰鹽、添加劑組成，起到輸送離子、傳導(dǎo)電流的作用。但液態(tài)電解質(zhì)中，有機(jī)溶劑具有易燃性、高腐蝕性，同時抗氧化性較差、無法解決鋰枝晶問題，因此存在熱失控風(fēng)險，也限制了高電壓正極、鋰金屬負(fù)極等高能量材料的使用，預(yù)計理論能量密度上限為300Wh/kg。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，部分或全部替代液態(tài)電解質(zhì)，可大幅提升電池的安全性、能量密度，是現(xiàn)有材料體系長期潛在技術(shù)方向，并且具備本質(zhì)安全性，為車廠短期主要考量因素。依據(jù)電解質(zhì)分類，電池可細(xì)分為液態(tài)(25wt%)、半固態(tài)(5-10wt%)、準(zhǔn)固態(tài)(0-5wt%)和全固態(tài)(0wt%)四大類，其中半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)三種統(tǒng)稱為固態(tài)電池。液態(tài)/半固態(tài)/全固態(tài)電池對比比項液態(tài)半固態(tài)全固態(tài)液體含量（wt）25%5-10%0%能量密度250Wh/kg350Wh/kg500Wh/kg電解質(zhì)有機(jī)溶劑+鋰鹽復(fù)合電解質(zhì)（氧化物+聚合物+浸潤液體）硫化物、氧化物、聚合物隔膜傳統(tǒng)隔膜隔膜+氧化物涂覆無隔膜正極三元/鐵鋰高鎳三元/鐵鋰高鎳三元/鐵鋰/鎳錳氧/富鋰錳基負(fù)極石墨硅+石墨硅+石墨/金屬鋰固態(tài)電池的本質(zhì)安全性2、各國政府出臺政策，為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向固態(tài)電池在性能方面具有更大的優(yōu)勢，是電池技術(shù)發(fā)展的遠(yuǎn)期目標(biāo)，各個國家也制定了相關(guān)政策文件指引。例如，2021年美國發(fā)布《國家鋰電發(fā)展藍(lán)圖2021-2030》，并宣布撥款2.1億美元支持相關(guān)技術(shù)研究。歐洲則推出了《電池2030規(guī)劃》及《2030電池創(chuàng)新路線圖》，并批準(zhǔn)了歐洲固態(tài)電池投資專項計劃，由歐盟多國共同出資32億歐元用于發(fā)展固態(tài)電池。由此可見，多國出臺的政策為固態(tài)電池行業(yè)指明了發(fā)展方向，有望加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。海外國家固態(tài)電池政策梳理國家時間規(guī)劃內(nèi)容日本2007年NEDO啟動“下一代汽車用高性能蓄電系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)”項目，2030年能量密度目標(biāo)500Wh/kg，1000W/kg，1萬日元/kWh，遠(yuǎn)期目標(biāo)700Wh/kg，1000W/kg，5千日元/kWh。2010年4月在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的支持下，成立LIBTEC研究中心，負(fù)責(zé)“下一代電池材料評估技術(shù)開發(fā)”項目，成員包括豐田、本田、日產(chǎn)、馬自達(dá)、松下等35家企業(yè)。2018年6月NEDO宣布在未來5年內(nèi)投資100億日元，由豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家企業(yè)，以及日本理化學(xué)研究所等15家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)合研發(fā)全固態(tài)鋰電池，到2022年全面掌握相關(guān)技術(shù)。2021年NEDO部署“電動汽車創(chuàng)新電池開發(fā)”項目(2021-2025年)，計劃投入166億日元，開發(fā)超越鋰電池的新型電池（包括氟化物電池、鋅負(fù)極電池），增強(qiáng)電池和汽車行業(yè)的競爭力。2022年5月NEDO宣布投入1510億日元，用于資助包括高性能電池及材料研發(fā)主題和10個固態(tài)電池課題等18個課題，并著重開發(fā)700-800Wh/L高容量電池。2022年9月日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，目標(biāo)在2030年實現(xiàn)全固態(tài)電池的正式商業(yè)化應(yīng)用，確保鹵代電池、鋅負(fù)極電池等新型電池的技術(shù)優(yōu)勢，并完善全固態(tài)電池量產(chǎn)制造體系。韓國2018年11月LG化學(xué)、三星SDI、SK創(chuàng)新聯(lián)合成立下一代1000億韓元（9000萬美元）電池基金，用于共同研發(fā)固態(tài)電池、鋰金屬電池和鋰硫電池等下一代電池技術(shù)。2021年7月公布《K-BatteryDevelopmentStrategy》，政府協(xié)助研發(fā)固態(tài)電池等新一代電池技術(shù)并提供稅收優(yōu)惠，投資設(shè)備和投資研發(fā)最高可享20%及50%的稅收抵免，在2025年推動鋰硫電池和2027年全固態(tài)電池的實際商業(yè)化應(yīng)用。具體開發(fā)①全固態(tài)電池，選擇重量輕的硫化物全固態(tài)電池，安全性高的氧化物系全固態(tài)電池，2025-2028年具備400Wh/kg的商用技術(shù)，2030年完成裝車驗證；②鋰金屬電池，2025-2028年具備400Wh/kg的商用技術(shù)，2030年完成裝車驗證。歐洲2017年10月德國聯(lián)邦教育和研究部出資320萬歐元，發(fā)起為期三年的凝膠電解質(zhì)和鋰金屬負(fù)極固態(tài)電池研究項目，由德國系統(tǒng)與創(chuàng)新研究所（Fraunhofer）承擔(dān)。2018年11月德國政府投資10億歐元支持固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)，并支持建立動力電池研發(fā)聯(lián)盟，聚焦固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)，瓦爾塔邁科、巴斯夫、福特德國、大眾已加入該聯(lián)盟。2018年12月公布《電池2030+》，明確全固態(tài)高性能鋰離子電池、金屬鋰空氣電池、鋰硫電池迭代路線，目標(biāo)2030年電池實際性能與理論性能差距縮小至少1/2，耐用性和可靠性至少提升3倍。2019年12月批準(zhǔn)歐洲共同利益重大項目（IPCEI），由歐盟七國共同出資32億歐元，同時從私人投資商中籌集50億歐元，用于研發(fā)下一代創(chuàng)新、環(huán)保鋰電池技術(shù)（包括電解液、固態(tài)電池等）。2021年EUROBAT（歐洲汽車和工業(yè)電池制造商協(xié)會）發(fā)布《2030電池創(chuàng)新路線圖》，提出鋰電池迭代目標(biāo)為更高能量密度和更高安全性，明確固態(tài)電池技術(shù)為研發(fā)方向。2022年5月德國系統(tǒng)與創(chuàng)新研究所發(fā)布《固態(tài)電池技術(shù)路線圖2035+》，由100多名專家共同參與制定，預(yù)計硅基負(fù)極+高鎳三元+硫化物電解質(zhì)固態(tài)電池能量密度25-30年達(dá)275Wh/kg，650Wh/L，35年達(dá)325Wh/kg，835Wh/L，鋰金屬負(fù)極+高鎳三元正極+硫化物電解質(zhì)固態(tài)電池30年能量密度達(dá)340Wh/kg，770Wh/L，35年達(dá)410Wh/kg，1150Wh/L。2022-23年額外600-800萬歐元用于解決固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)問題，并規(guī)劃更多支持政策確保歐盟電池產(chǎn)業(yè)競爭力。美國2016年7月發(fā)布Battery500計劃，由美國西北太平洋國家實驗室領(lǐng)銜，聯(lián)合大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界共同攻關(guān)，參與者包括斯坦福大學(xué)、IBM、特斯拉等。計劃5年投資5000萬美元，目標(biāo)電芯能量密度500Wh/kg、循環(huán)壽命1000次，pack成本150美元/KWh，最后過渡至鋰金屬電池或鋰硫電池。2019年8月能源部宣布資助通用汽車910萬美元，其中200萬美元明確用于固態(tài)電池界面問題及硫化物全固態(tài)電池的研究。2021年1月能源部宣布資助800萬美元用于聚合物電解質(zhì)制造工藝研究項目，目標(biāo)聚合物電解質(zhì)成本降低15%，獲超大容量車用固態(tài)電池第三方生產(chǎn)資質(zhì)。2021年6月國防部先進(jìn)計劃研究局宣布啟動MINT計劃支持固態(tài)電池研發(fā)，包括開展固-固界面電荷轉(zhuǎn)移相關(guān)研究。2021年6月能源部、國防部、商務(wù)部、國務(wù)院共建的聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟(FCAB)發(fā)布《鋰電池2021-2030年國家藍(lán)圖》，目標(biāo)2025年電芯成本60美元/KWh，2030年能量密度500Wh/kg，pack成本進(jìn)一步降低50%，實現(xiàn)無鈷無鎳的固態(tài)電池、鋰金屬電池規(guī)模量產(chǎn)。2021年10月能源部宣布資助2.09億美元支持固態(tài)電池及快充等先進(jìn)動力電池的技術(shù)研究。2023年1月能源部宣布向多個大學(xué)、企業(yè)資助4200萬美元用于包括固態(tài)電池的新一代電池技術(shù)研究。而在國內(nèi)市場，2020年起，我國首次將固態(tài)電池列入行業(yè)重點發(fā)展對象并提出加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，2023年進(jìn)一步提出加強(qiáng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系研究。我國固態(tài)電池相關(guān)政策及目標(biāo)部門政策名稱發(fā)布時間內(nèi)容國務(wù)院《中國制造2025》2015年5月明確動力鋰電池的發(fā)展規(guī)劃:2020年，電池能量密度達(dá)到300Wh/kg；2025年，電池能量密度達(dá)到400Wh/kg；2030年，電池能量密度達(dá)到500Wh/kg。工信部、發(fā)改委、科技部《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》2017年4月到2020年，動力電池單體比能量達(dá)到300Wh/kg以上，力爭實現(xiàn)350Wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下。到2025年，動力電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350Wh/kg。發(fā)改委《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》2021年11月實施電池技術(shù)突破行動，要開展正負(fù)極材料、電解液、隔膜、膜電極等關(guān)鍵核心技術(shù)研究，加強(qiáng)高強(qiáng)度、輕量化、高安全、低成本，長壽命的動力電池和燃料電池系統(tǒng)短板技術(shù)攻關(guān)，加快固態(tài)動力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。工信部等六部門《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》2023年1月加強(qiáng)新型儲能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)，推進(jìn)先進(jìn)儲能技術(shù)及產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用。研究突破超長壽命高安全性電池體系、大規(guī)模大容量高效儲能、交通工具移動儲能等關(guān)鍵技術(shù)，加快研發(fā)固態(tài)電池、鈉離子電池、氫儲能/燃料電池等新型電池。3、我國固態(tài)電池行業(yè)仍處于起步階段，產(chǎn)業(yè)化仍需時間那固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程到哪里了呢？現(xiàn)階段，我國固態(tài)電池行業(yè)仍然處于起步階段，產(chǎn)業(yè)化仍需要時間。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2030年我國固態(tài)電池行業(yè)出貨量將達(dá)251.1GWh，屆時市場空間可達(dá)200億元。那固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程到哪里了呢？現(xiàn)階段，我國固態(tài)電池行業(yè)仍然處于起步階段，產(chǎn)業(yè)化仍需要時間。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2030年我國固態(tài)電池行業(yè)出貨量將達(dá)251.1GWh，屆時市場空間可達(dá)200億元。4、國內(nèi)外電池廠商積極推動布局，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化按下“加速鍵”不過，近年來，國內(nèi)部分車企積極推進(jìn)固態(tài)電池布局，尤其是主流廠商已提前積極布局固態(tài)電池相關(guān)研發(fā)生產(chǎn)線，如清陶能源于2018年建成國內(nèi)第一條固態(tài)電池生產(chǎn)線，后于2022年投資50億元在昆山固態(tài)電池項目。然而，在合作布局方式上，日系車企布局較早，攜手電池企業(yè)共同研發(fā)，歐美車企則通過投資初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行布局，國內(nèi)車企同樣積極合作固態(tài)電池新秀，如蔚來合作衛(wèi)藍(lán)新能源等。因此，長期來看，隨著國內(nèi)外車企紛紛入局，為固態(tài)電池企業(yè)提供資金、技術(shù)、客戶多重保障，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化按下“加速鍵”。國內(nèi)外主流車企對固態(tài)電池布局情況地區(qū)車企綁定電池企業(yè)布局日韓日產(chǎn)自產(chǎn)+松下2022年建設(shè)疊層軟包全固態(tài)電池電芯試點生產(chǎn)設(shè)施，2024年建造固態(tài)電池試點工廠，2028年推出搭載全固態(tài)電池的電動車型。本田松下、SES2018年與豐田、日產(chǎn)、松下合作研發(fā)固態(tài)電池，獲得1400萬美元的資金支持，計劃2024年建設(shè)全固態(tài)電池示范生產(chǎn)線，并將于2025年至2030年實現(xiàn)裝車應(yīng)用。豐田自產(chǎn)+松下2019年與松下合作，設(shè)立開發(fā)、生產(chǎn)電動汽車（EV）等車載電池的合資公司，致力于開發(fā)、量產(chǎn)固態(tài)電池。計劃2025年前實現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)，率先應(yīng)用于混動車型，2030年前推出全固態(tài)電池電動車型?，F(xiàn)代FactorialEnergy、SES投資FactorialEnergy，共同開發(fā)和測試Factorial的固態(tài)電池技術(shù)，計劃2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車，2030年左右實現(xiàn)全面批量生產(chǎn)。歐美大眾QuantumScape投資QuantumScape，建立固態(tài)電池生產(chǎn)線，計劃2024年推出搭載QuantumScape固態(tài)電池的電動車。奔馳輝能科技、FactorialEnergy投資輝能科技共同研發(fā)固態(tài)電池，并計劃在2025年后將其固態(tài)電池技術(shù)整合到奔馳的多款電動車型中。投資固態(tài)電池公司FactorialEnergy，共同開發(fā)固態(tài)電池，計劃在未來5年內(nèi)將該技術(shù)引入批量生產(chǎn)。寶馬自產(chǎn)+SolidPower自建電芯研發(fā)中心，研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)，計劃2026年實現(xiàn)固態(tài)電池突破性進(jìn)展并隨后量產(chǎn)。投資SolidPower并簽署合作協(xié)議，計劃2022年開始測試其100Ah的固態(tài)電芯，2030年實現(xiàn)全面量產(chǎn)應(yīng)用。StellantisFactorialEnergy投資FactorialEnergy，共同開發(fā)和測試Factorial的固態(tài)電池技術(shù)，計劃2026年引入固態(tài)電池技術(shù)。菲斯克自產(chǎn)申請固態(tài)鋰電池專利，實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)，搭載在電動跑車Emotion上。福特SolidPower投資SolidPower并簽署合作協(xié)議，2022年開始在實際中搭載并測試其固態(tài)電池。通用SES投資固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)Soelect，開發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。投資鋰金屬電池公司SES，簽訂全球首個車用鋰金屬電池A樣品開發(fā)合作項目。中國比亞迪自產(chǎn)2016年確定固態(tài)電池為未來發(fā)展方向，嘗試小規(guī)模使用并計劃在未來10年，最快5年內(nèi)推出固態(tài)電池。2017年，申請全固態(tài)鋰離子電池正極復(fù)合材料和全固態(tài)鋰離子電池的發(fā)明專利。2018年1月，推進(jìn)固態(tài)電池項目商用，將