前言：隨著對鋰離子電池安全性和能量密度等性能要求的不斷提高，固態(tài)電池被普遍認為是下一代電池體系的重要升級方向。自2020年以來，各國持續(xù)推出固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策，把固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化作為國家的戰(zhàn)略目標之一，如歐盟發(fā)布《歐洲電池研發(fā)創(chuàng)新路線圖》、《電池2030+路線圖》等，中國頒布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》（征求意見稿）、《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》等政策。基于此，全球固態(tài)電池企業(yè)也積極進行產(chǎn)能布局。例如，SK On目標是在2028年實現(xiàn)固態(tài)電池的商業(yè)化；寧德時代、比亞迪計劃到2027年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)，在2030年后實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
1、固態(tài)電池被普遍認為是下一代電池體系的重要升級方向
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國固態(tài)電池行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與未來前景預測報告（2024-2031年）》顯示，固態(tài)電池是一種采用固態(tài)電解質(zhì)的電池技術(shù)。與液態(tài)鋰離子電池由正極材料、負極材料、電解液和隔膜四大主材組成不同，固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)來替代電解液和隔膜。傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的理論能量密度上限約為350Wh/kg，其性能已經(jīng)接近極限。隨著對鋰離子電池安全性和能量密度等性能要求的不斷提高，固態(tài)電池被普遍認為是下一代電池體系的重要升級方向。
固態(tài)電池、半固體電池、液態(tài)鋰電池性能對比
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項目 |
液態(tài)鋰電池 |
半固態(tài) |
全固態(tài) |
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正極材料備選 |
磷酸鐵鋰，三元鋰 |
高鎳三元，高電壓高鎳三元，超高鎳三元 |
鎳錳酸鋰，富鋰錳基 |
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負極材料備選 |
碳，硅碳 |
碳，硅碳 |
含鋰金屬，金屬鋰 |
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電解質(zhì)材料 |
六氟磷酸鋰，新型鋰鹽 |
新型鋰鹽，固態(tài)電解質(zhì)+液態(tài)浸潤劑 |
氧化物，聚合物，硫化物 |
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隔膜 |
隔膜，微孔隔膜 |
涂覆隔膜 |
不需要 |
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封裝 |
方形/圓柱/軟包 |
方形/圓柱/軟包 |
軟包 |
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電芯能量密度 |
150-300Wh/kg |
約350Wh/kg |
>500Wh/kg |
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優(yōu)點 |
技術(shù)成熟，成本低 |
安全性高，可部分沿用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝 |
性能提升巨大，安全性高 |
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缺點 |
接近性能極限 |
成本高，性能提升幅度有限 |
成本高，量產(chǎn)難度大 |
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發(fā)展現(xiàn)狀 |
大規(guī)模裝車 |
小規(guī)模裝車 |
研發(fā)中后期樣品試制 |
資料來源：觀研天下整理
2、各國政策持續(xù)發(fā)力，推動固態(tài)電池技術(shù)落地
自2020年以來，各國持續(xù)推出固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策，把固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化作為國家的戰(zhàn)略目標之一。例如，2023年，歐盟發(fā)布《歐洲電池研發(fā)創(chuàng)新路線圖》、《電池2030+路線圖》，繼續(xù)將第四代固態(tài)電池材料研發(fā)（交通應用）列為2030年優(yōu)先事項，并實現(xiàn)電堆成本控制在75歐元每千瓦時之內(nèi)。
海外國家（地區(qū)）固態(tài)電池政策
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國家 |
時間 |
政策 |
要點 |
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美國 |
2021年 |
《鋰電池2021—2030年國家藍圖》 |
提出到2030年實現(xiàn)包括固態(tài)電池在內(nèi)的先進電池技術(shù)的規(guī)模化生產(chǎn)，固態(tài)電池目標能量密度達到500Wh/kg |
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日本 |
2022年8月 |
《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》 |
提出通過綠色創(chuàng)新基金等方式，加快固態(tài)電池為核心的新一代電池、材料創(chuàng)新，提升電池續(xù)航，能量密度達到當前2倍以上水平，到2030年左右實現(xiàn)全固態(tài)鋰電池的商業(yè)化 |
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韓國 |
2021-2022年 |
《2030二次電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略》《二次電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略》 |
提出“到2030年韓國占據(jù)全球電池產(chǎn)業(yè)40%市場份額”的發(fā)展目標，通過公私合作、投資拉動，促進企業(yè)科技創(chuàng)新，加速搶占下一代電池技術(shù)的戰(zhàn)略高地，加快產(chǎn)能和供應鏈體系建設 |
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歐盟 |
2023年 |
《歐洲電池研發(fā)創(chuàng)新路線圖》、《電池2030+路線圖》 |
繼續(xù)將第四代固態(tài)電池材料研發(fā)（交通應用）列為2030年優(yōu)先事項，并實現(xiàn)電堆成本控制在75歐元每千瓦時之內(nèi) |
資料來源：觀研天下整理
同時，近年來，我國相繼頒布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》（征求意見稿）、《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》等政策，推動固態(tài)電池行業(yè)健康發(fā)展。
我國固態(tài)電池行業(yè)相關(guān)政策
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時間 |
政策 |
主要內(nèi)容 |
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2024.02 |
《鋰電池行業(yè)規(guī)范條件(2024年本)》 |
增加固態(tài)單體電池產(chǎn)品性能要求:單體電池能量密度≥300wh/kg,電池組能量密度≥260Wh/kg。循環(huán)壽命≥1000次且容量保持率≥80%。 |
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2023.12 |
《關(guān)于加強新能源汽車與電網(wǎng)融合互動的實施意見》 |
加大動力電池關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在不明顯增加成本基礎(chǔ)上將動力電池循環(huán)壽命提升至3000次及以上，攻克高頻度雙向充放電工況下的電池安全防控技術(shù)。 |
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2023.01 |
《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》 |
加強新型儲能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)，推進先進儲能技術(shù)及產(chǎn)品規(guī)模化應用，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。 |
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2022.06 |
《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022-2030年)》 |
研發(fā)壓縮空氣儲能、飛輪儲能、液態(tài)和固態(tài)鋰離子電池儲能、鈉離子電池儲能、液流電池儲能等高效儲能技術(shù)，研發(fā)梯級電站大型儲能等新型儲能應用技術(shù)以及相關(guān)儲能安全技術(shù)。 |
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2022.01 |
《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》 |
開展鈉離子電池、新型鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池、壓縮空氣、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成優(yōu)化設計研究，集中攻關(guān)超導、超級電容等儲能技術(shù)，研發(fā)儲備液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池等新一代高能量密度儲能技術(shù)。 |
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2021.10 |
《2030年前碳達峰行動方案》 |
聚焦化石能源綠色智能開發(fā)和清潔低碳利用、可再生能源大規(guī)模利用、新型電力系統(tǒng)、節(jié)能、氫能、儲能、動力電池、二氧化碳捕集利用與封存等重點,深化應用基礎(chǔ)研究。 |
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2020.10 |
《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》 |
開展正負極材料、電解液、隔膜、膜電極等關(guān)鍵核心技術(shù)研究，加強高強度、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。 |
資料來源：觀研天下整理
因此，在各國政策支持下，全球固態(tài)電池企業(yè)也積極進行產(chǎn)能布局。
3、日韓企業(yè)聚焦于硫化物路線，豐田固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)專利居全球首位
具體來看，在日本，由于固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)起步較早，在硫化物固態(tài)電解質(zhì)具備領(lǐng)先優(yōu)勢，所以豐田、日產(chǎn)、本田、松下等均將硫化物固態(tài)電池作為主要的研發(fā)方向，其中豐田擁有超過1300項固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)專利，位居全球首位。而韓國在聚焦于硫化物技術(shù)的同時，在氧化物和聚合物體系上進行技術(shù)研究和儲備。量產(chǎn)計劃方面，三星SDI計劃在2027年開始量產(chǎn)全固態(tài)電池，SK On目標是在2028年實現(xiàn)固態(tài)電池的商業(yè)化，LG新能源則預計2030年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。
日韓企業(yè)固態(tài)電池布局一覽
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國家 |
公司名稱 |
量產(chǎn)進度 |
技術(shù)路線 |
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日本 |
豐田 |
2023年10月宣布固態(tài)電池實現(xiàn)突破，充電10分鐘，續(xù)航1200公里；2023年12月宣布將全固態(tài)電池的量產(chǎn)時間從2027年推遲至2030年以后。 |
硫化物 |
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松下 |
將于2025-2029年量產(chǎn)面向無人機等開發(fā)的小型全固態(tài)電池；2023年9月首次公開快充全固態(tài)電池，10%充到80%只需3分鐘；2019年與豐田合資成立PrimePlanetEnergy&Solutions，開發(fā)固態(tài)電池。 |
硫化物 |
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日立造船 |
2024年2月，全固態(tài)電池首次接到芯片設備商訂單；2023年推出第3款全固態(tài)電池試作品AS-LiB，容量可達5000mAh。 |
硫化物 |
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本田 |
2020年宣布開發(fā)出一種高能量密度的全固態(tài)電池原型；計劃2024年春季投產(chǎn)全固態(tài)電池生產(chǎn)線，2025年在新車型上使用全固態(tài)電池。 |
硫化物 |
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韓國 |
現(xiàn)代 |
2017年宣布研發(fā)固態(tài)電池，并已建立中試生產(chǎn)設施；2020年投資IonicMaterials公司，主攻固態(tài)電池研發(fā)，預計2025年實現(xiàn)量產(chǎn)。 |
硫化物 |
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三星SDI |
2023年下半年開始小規(guī)模的固態(tài)電池生產(chǎn)和驗證；水原研發(fā)中心的固態(tài)電池試點生產(chǎn)線(S-line)已經(jīng)完工；2024年3月首次公開其全固態(tài)電池(ASB)的量產(chǎn)準備路線圖；計劃在2025年開發(fā)出大型電池生產(chǎn)技術(shù)，在2027年量產(chǎn)全固態(tài)電池。 |
硫化物 |
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LG新能源 |
2023第三季度開始在梧倉工廠建設半固態(tài)電池生產(chǎn)線；計劃2026年前實現(xiàn)聚合物半固態(tài)電池商業(yè)化，能量密度650Wh/L；2028年推出750Wh/L的聚合物固態(tài)電池和完成硫化物全固態(tài)電池開發(fā)；2030年推出超過900Wh/L的硫化物全固態(tài)電池。 |
聚合物/硫化物 |
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SKOn |
下一代電池試驗工廠正在建設，預計2024年完工；2024年1月宣布加深與SolidPower的合作伙伴關(guān)系；計劃在2026年完成聚合氧化物復合材料和硫化物固態(tài)電池兩款電池的早期原型；2028年實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化。 |
聚合氧化物復合材料/硫化物 |
資料來源：觀研天下整理
4、歐美：美國固態(tài)電池發(fā)展主要由初創(chuàng)企業(yè)推動，歐洲則通過投資
美國固態(tài)電池市場參與者以初創(chuàng)公司眾多，包括Solid Power、Quantum Scape、Factorial Energy、Ionic Materials等，在硫化物、氧化物和聚合物路線都有布局，主要通過與車企綁定模式發(fā)展。而歐洲固態(tài)電池參與者主要為汽車制造商，通過投資美國的初創(chuàng)企業(yè)來加速固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展。
歐美企業(yè)固態(tài)電池布局一覽
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國家 |
公司名稱 |
量產(chǎn)進度 |
技術(shù)路線 |
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美國 |
Solid Power |
公司股東包括寶馬、福特等；2017年開始與寶馬合作開發(fā)固態(tài)電池；2021年與SKOn達成聯(lián)合開發(fā)協(xié)議；2022年完成固態(tài)電池試驗線安裝；2023年生產(chǎn)出A樣品并交付給寶馬進行測試；2024年1月宣布加深與SKOn的合作伙伴關(guān)系；計劃2024年全固態(tài)電芯設計將進入A-2樣階段；計劃2025年開發(fā)出相應電池配套寶馬原型車；計劃2030年實現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)。 |
硫化物 |
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Quantum Scape |
由比爾蓋茨、大眾集團領(lǐng)銜投資；2022年與Fluence達成合作協(xié)議；2023年二季度開始給客戶送A0樣品；2023年10月更新固態(tài)電池測試數(shù)據(jù)；2024年通過德國大眾公司的50萬公里耐久性測試；預計2025年之前將產(chǎn)能擴張至1GWh，長期規(guī)劃超21GWh。 |
氧化物 |
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Factorial Energy |
2021年制作40Ah固態(tài)電池原型，與奔馳、Stellantis、現(xiàn)代等簽署固態(tài)電池聯(lián)合開發(fā)協(xié)議；2022年獲得奔馳、Stellantis集團投資；2023年200MWh固態(tài)電池工廠正式開工建設電池產(chǎn)品已進入A樣送樣階段。吸引了包括現(xiàn)代汽車在內(nèi)的多家公司的投資；計劃2025年為雷諾提供零鉆含量固態(tài)電池技術(shù)。 |
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德國 |
大眾 |
從2012年起與Quantum Scape合作；2018年6月追加投資，取得Quantum Scape董事席位；2024年電池子公司Power Co發(fā)布對Quantum Scape提供的24層固態(tài)電池樣品的耐久性測試結(jié)果報告。 |
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寶馬 |
與Solid Power有著緊密的合作關(guān)系；SolidPower已經(jīng)向?qū)汃R交付了首批固態(tài)電池A樣品，寶馬將在2025年之前推出基于Solid Power電池技術(shù)的原型車。 |
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法國 |
Bollore |
自2011年起就開始嘗試固態(tài)電池在電動車領(lǐng)域的商業(yè)化；其自主研發(fā)的電動車Bluecar搭載子公司Batscap生產(chǎn)的30kWh金屬鋰聚合物電池，約有2900輛Bluecar投入使用；2023年10月，子公司Blue Solution與富士康旗下Solid EdgeSolution合作，生產(chǎn)兩輪車固態(tài)電池。 |
聚合物 |
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英國 |
Dyson |
2015年以9000萬美元全資收購美國固態(tài)電池公司Sakti3；2016年出資14億美元建立一座大型固態(tài)電池工廠。 |
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資料來源：觀研天下整理
5、中國：多元路線并舉，企業(yè)布局持續(xù)加速
目前，我國固態(tài)電池市場參與者眾多，涵蓋整車企業(yè)、電池廠商、固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)、鋰電材料廠商等多個類型，在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均有布局，并且布局持續(xù)加速。例如，寧德時代、比亞迪計劃到2027年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)，在2030年后實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；衛(wèi)藍新能源2023年6月正式向蔚來交付半固態(tài)產(chǎn)品，預計2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)；輝能科技與奔馳等企業(yè)綁定，2024年其全球首條固態(tài)電池生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。
中國固態(tài)電池企業(yè)布局概況
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類型 |
公司名稱 |
量產(chǎn)進展 |
技術(shù)路線 |
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電池廠商 |
寧德時代 |
2016年宣布硫化物固態(tài)電池的研發(fā)路徑；計劃到2027年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)；2024年11月，固態(tài)電池研發(fā)團隊已經(jīng)擴充至超1000人，全固態(tài)電池開始20Ah樣品驗證。 |
硫化物 |
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比亞迪 |
計劃2027年，實現(xiàn)小批量生產(chǎn)，搭載于比亞迪高端車型，規(guī)模約1000臺。到2030年為市場推廣期，預計有4萬輛車裝載全固態(tài)電池。到2033年，預計有12萬輛車規(guī)?；b機，市場占有率逐漸提升。 |
高鎳三元+硅基負極+硫化物 |
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欣旺達 |
計劃在2026年建設1GWh的全固態(tài)電池生產(chǎn)線，實現(xiàn)初步量產(chǎn)，成本控制在2元/Wh以下；2024年11月，欣旺達通過負極使用鋰金屬進一步將固態(tài)電池能量密度提升至500Wh/kg，預計2027年完成能量密度大于700Wh/kg全固態(tài)電池實驗室樣品制作；2024年12月，欣旺達子公司與廈鎢新能簽署固態(tài)電池戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。 |
鋰金屬負極固態(tài)電池 |
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整車企業(yè) |
廣汽集團 |
2023年11月宣布完成固態(tài)電池的界面改性技術(shù)試驗驗證；2024年4月，廣汽埃安全固態(tài)電池再獲新突破，能量密度達到400Wh/kg，目標在2026年完成全固態(tài)電池開發(fā)，并首先搭載于昊鉑車型。 |
全固態(tài)電池 |
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上汽集團 |
2023年5月，上汽集團和清陶能源簽署增資擴股協(xié)議和戰(zhàn)略合作框架協(xié)議；計劃于2026年實現(xiàn)量產(chǎn)，能量密度超過400wh/kg，體積能量密度超過820wh/L，電池容量能夠超過75Ah。 |
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長安汽車 |
預計在2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車驗證，并計劃在2030年實現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車，與行業(yè)領(lǐng)先水平同步。 |
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初創(chuàng)公司 |
衛(wèi)藍新能源 |
擁有北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州和山東淄博四大基地，規(guī)劃產(chǎn)能超過100GWh。其中，湖州基地第一顆固態(tài)動力電芯于2022年11月下線，2023年6月正式向蔚來交付半固態(tài)產(chǎn)品，預計2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。 |
氧化物 |
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清陶能源 |
2018年實現(xiàn)半固態(tài)電池量產(chǎn)；2020年與北汽合作的固態(tài)電池樣車下線；2022年北汽福田商用車固態(tài)電池系統(tǒng)下線；2023年與上汽集團簽署協(xié)議，推動2025年固態(tài)電池“10萬輛級”量產(chǎn)落地；2024年半固態(tài)電池搭載上汽智己車型；臺州固態(tài)電池項目預計2025年正式投產(chǎn)。第一代半固態(tài)電池為氧化物+聚合物的技術(shù)路徑，第二代固態(tài)電池為氧化物+鹵化物+聚合物的路徑。 |
氧化物+鹵化物+聚合物 |
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輝能科技 |
2016年開始進行車規(guī)級電芯送樣；2018年威馬展示搭載公司固態(tài)電池的樣車；2019年與蔚來、愛馳汽車簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議；2022年獲得奔馳投資并簽訂技術(shù)合作協(xié)議，與Vinfast和ACC簽約合作；2024年全球首條固態(tài)電池生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。 |
氧化物 |
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材料廠商 |
贛鋒鋰業(yè) |
2023年6月，半固態(tài)鋰電池在賽力斯SERES-5上正式交付裝車。2023年固態(tài)電池4GWh產(chǎn)能已建成量產(chǎn)，后續(xù)36GWh產(chǎn)能正在建設中。贛鋒鋰業(yè)一代固態(tài)電池能量密度可以做到260Wh/kg以上，二代固態(tài)電池基于高鎳三元正極、含金屬鋰負極材料。目前該產(chǎn)品能量密度超過350Wh/kg，循環(huán)壽命接近400次。 |
高鎳三元正極、含金屬鋰負極固態(tài)電池 |
資料來源：觀研天下整理（WYD）
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