传统锂电、半固态、固态电池终极对决(二)
一、产业竞争格局:巨头押注与新势力突围车企阵营:技术路线分化
在这场电池技术的变革中,车企们纷纷根据自身的战略规划和技术储备,选择了不同的技术路线,形成了多元化的竞争格局。
丰田作为汽车行业的巨头,一直以来都在固态电池领域投入大量的研发资源,其采用的是氧化物 + 硫化物复合路线,这种路线结合了两种电解质的优势,有望在能量密度和安全性方面取得突破。丰田计划在 2027 - 2028 年实现固态电池的量产,届时其续航里程有望达到 1200km,这一目标的实现将极大地提升丰田在电动汽车市场的竞争力。
宁德时代则凭借其在电池技术领域的深厚积累,推出了 “麒麟电池 2.0” 和半固态技术。麒麟电池 2.0 在能量密度和安全性方面都有了显著的提升,而半固态技术则是宁德时代向固态电池过渡的重要一步。宁德时代计划在 2025 年将能量密度提升至 500Wh/kg,这一目标的实现将使宁德时代在全球电池市场中保持领先地位。
大众则通过投资 QuantumScape,布局硫化物全固态电池领域。QuantumScape 的固态电池技术在能量密度和充电速度方面都有出色的表现,计划在 2028 年实现装车。大众的这一举措,旨在通过与新兴科技公司的合作,快速获取先进的电池技术,提升自身在电动汽车市场的竞争力。
材料企业:供应链重构
电池技术的变革也引发了材料企业的技术创新和供应链重构,正极材料作为电池的核心组成部分,其性能直接影响着电池的能量密度和循环寿命。目前,高镍三元(NCM811)与富锂锰基技术并行发展,高镍三元材料凭借其高能量密度的优势,成为了当前市场的主流选择;而富锂锰基材料则具有更高的理论比容量,是未来正极材料的发展方向之一。
固态电解质是固态电池的关键材料,目前氧化物(LLZO)路线率先突破,其具有较高的离子电导率和良好的稳定性,有望在 2024 年实现产业化提速。随着氧化物固态电解质的产业化,相关的材料企业和设备企业将迎来新的发展机遇。
负极材料方面,硅基负极由于其高理论比容量,成为了下一代负极材料的热门选择。随着技术的不断进步,硅基负极的渗透率将从 2023 年的 8% 提升至 2025 年的 25%,逐渐取代传统的石墨负极,成为市场的主流选择。
二、未来十年技术演进路径预测短期(2024-2027)
在未来的 2024 - 2027 年,半固态电池将凭借其技术优势和产业化进程的加速,占据主流市场,渗透率有望突破 30%。各大车企纷纷加大对半固态电池的研发和应用力度,越来越多的车型将搭载半固态电池,为消费者提供更长的续航和更安全的使用体验。锂金属负极也将开始小规模应用,虽然其应用比例目前还小于 5%,但随着技术的不断进步,锂金属负极有望在能量密度和循环寿命方面取得突破,为电池技术的发展带来新的机遇。
快充技术也将迎来重大突破,10C 充电技术的实现将使电动汽车在 5 分钟内即可补能 300km,这将大大缩短充电时间,提高电动汽车的使用便利性,有效缓解消费者的充电焦虑,为电动汽车的普及提供有力支持。
中期(2028-2032)
从 2028 - 2032 年,全固态电池将实现 GWh 级量产,这标志着全固态电池将进入大规模商业化应用阶段。随着技术的成熟和规模化生产的实现,全固态电池的成本将降至 150 美元 /kWh,这将使其在市场上具有更强的竞争力,有望成为电动汽车电池的主流选择。
锂硫电池也将进入商业化试点阶段,其能量密度高达 600Wh/kg,将为电动汽车带来更高的续航里程。在储能领域,钠离子电池将形成规模替代,凭借其成本低、资源丰富等优势,钠离子电池将在储能市场中占据一席之地,为能源存储和利用提供新的解决方案。
长期(2033-2035)
到 2033 - 2035 年,锂空气电池技术将趋于成熟,其理论能量密度高达 5200Wh/kg,这将彻底改变电动汽车的续航里程,使电动汽车的续航能力得到极大提升,真正实现长距离出行的自由。
固态电池产业链也将实现全面国产化,这将有效降低成本,使其降至 100 美元 /kWh 以下,进一步提高固态电池的市场竞争力。电池回收体系也将更加完善,锂资源循环利用率将超过 90%,这将有助于解决锂资源短缺的问题,实现电池产业的可持续发展,为环境保护和资源利用做出贡献。
三、行业启示录:技术创新与商业落地的平衡之道
在当前的电池行业发展浪潮中,半固态电池正逐渐成为市场关注的焦点,其量产进程对于整个行业格局的重塑具有重要意义。从投资逻辑来看,短期之内,半固态电池的量产进程无疑是行业的核心关注点。在这个过程中,材料端和设备端展现出了不同的投资潜力。材料端作为半固态电池技术的核心支撑,其创新和突破直接决定了电池的性能和成本,像固态电解质、锂金属负极、高镍正极等关键材料的供应商,由于掌握着核心技术和资源,在市场竞争中占据着有利地位,有望获得丰厚的投资回报。而设备端则是实现半固态电池规模化生产的关键,随着半固态电池产能的逐步提升,对固态电解质成膜设备、界面优化设备等的需求也将持续增长,相关设备厂商将迎来新的发展机遇。
在技术路线的选择上,氧化物、硫化物和聚合物三条路径呈现出长期并存的态势。氧化物路线凭借其化学稳定性和在半固态电池应用上的较快量产进展,在短期内具有明显的优势,已经有部分企业实现了氧化物半固态电池的商业化应用;硫化物路线虽然面临着成本高和制造过程中产生有毒气体等挑战,但其高离子电导率和理论上更高的能量密度,使其被视为固态电池的终极解决方案,众多企业纷纷加大研发投入,试图攻克技术难题,实现产业化突破;聚合物路线则以其良好的柔性和可加工性,在某些特定应用场景中具有一定的竞争力,虽然目前室温电导率较低,但随着技术的不断进步,也有望在固态电池市场中占据一席之地。
政策导向对于电池行业的发展也起着至关重要的引领作用。欧盟《新电池法》的实施,对电池的碳足迹管理提出了严格要求,这无疑给全球电池企业带来了新的挑战和机遇。从 2024 年 7 月起,动力电池以及工业电池必须申报产品碳足迹,到 2027 年 7 月要达到相关碳足迹的限值要求,自 2027 年起动力电池出口到欧洲还必须持有符合要求的 “电池护照” 。这一系列规定促使电池企业加速技术迭代,通过改进生产工艺、优化材料选择等方式,降低电池生产和使用过程中的碳排放,以满足欧盟市场的准入标准。这也推动了整个电池行业向绿色、低碳方向发展,加速了新技术的研发和应用,为固态电池等更高效、更环保的电池技术的发展提供了契机。
结语:
动力电池技术竞赛已进入 "战国时代",半固态电池的规模化应用将重塑产业格局,而全固态电池的突破或将催生万亿级新市场。这场能源革命的终极答案,或许就藏在实验室的下一个突破中。你更看好哪种技术路线?欢迎在评论区分享观点。
原文标题 : 传统锂电、半固态、固态电池终极对决(二)

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