中投網(wǎng)2025-04-11 08:03 來源:中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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在全社會綠色轉(zhuǎn)型的過程中,在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的各種技術(shù)里,新型電池扮演著不可或缺的關(guān)鍵的作用。新能源汽車、低空飛行器和人形機(jī)器人等新興產(chǎn)業(yè),都需要安全且能量密度高的動力電池;輔助光伏風(fēng)電等新能源電池平穩(wěn)上網(wǎng),調(diào)整電網(wǎng)用電的波峰波谷,確保整個(gè)新型電力體系的安全和高效,需要安全低成本儲能電池。
未來幾年,各種不同技術(shù)路線的新型電池還會不斷推出,各下游領(lǐng)域的配套需求會帶動新型電池市場規(guī)模快速增長,新型電池將很快成為萬億級產(chǎn)業(yè),而且未來增長空間巨大。
中投顧問發(fā)布的《2025-2029年中國新型電池行業(yè)應(yīng)用場景剖析及投資機(jī)會研究報(bào)告》,詳細(xì)分析了鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、固態(tài)電池和氫燃料電池的現(xiàn)狀和趨勢,是您把我新型電池產(chǎn)業(yè)的專業(yè)參考資料。
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在當(dāng)今追求綠色、高效能源的時(shí)代浪潮下,固態(tài)電池宛如一顆冉冉升起的新星,備受矚目。它承載著諸多期許,為能源存儲與利用領(lǐng)域注入全新活力,正悄然改寫著行業(yè)格局。
一、政策驅(qū)動:堅(jiān)實(shí)后盾助力騰飛
我國始終站在全球能源變革的前沿,對先進(jìn)電池技術(shù)創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展給予了高度重視,自上而下全方位布局,為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)筑牢根基。
“十四五”期間,一系列重大項(xiàng)目重磅啟動。新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)聚焦于攻克新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵核心技術(shù),固態(tài)電池作為其中極具潛力的一環(huán),獲得大量資源傾斜,旨在突破技術(shù)瓶頸,加速從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程;儲能與智能電網(wǎng)重點(diǎn)專項(xiàng)則著眼于構(gòu)建新型電力系統(tǒng),固態(tài)電池憑借其高安全性、高能量密度等優(yōu)勢,被寄予厚望,為電網(wǎng)削峰填谷、提升穩(wěn)定性提供強(qiáng)有力支撐。這些專項(xiàng)猶如一雙雙有力的大手,推動著固態(tài)電池技術(shù)穩(wěn)步向前。
從國家到地方,各級政府紛紛出臺配套政策。一方面,財(cái)政補(bǔ)貼精準(zhǔn)扶持,對致力于固態(tài)電池研發(fā)、生產(chǎn)的企業(yè)給予資金獎勵(lì),緩解企業(yè)前期研發(fā)投入的資金壓力,讓企業(yè)得以心無旁騖地深耕技術(shù);另一方面,稅收優(yōu)惠政策頻出,減免相關(guān)企業(yè)的稅費(fèi),降低運(yùn)營成本,提高市場競爭力。同時(shí),各地政府積極規(guī)劃產(chǎn)業(yè)園區(qū),匯聚上下游企業(yè),形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng),促進(jìn)資源共享、協(xié)同創(chuàng)新,為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的茁壯成長營造了肥沃的土壤。
二、技術(shù)優(yōu)勢:多點(diǎn)開花領(lǐng)航未來
(一)安全至上,筑牢防線
相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池,固態(tài)電池在安全性方面堪稱質(zhì)的飛躍。當(dāng)傳統(tǒng)液態(tài)電池遭遇外力穿刺,如車輛碰撞導(dǎo)致電池組變形,或是在充電過程中發(fā)生過充現(xiàn)象,其內(nèi)部脆弱的結(jié)構(gòu)瞬間失衡。液態(tài)電解質(zhì)極易泄漏,一旦接觸到電池內(nèi)部的正負(fù)極短路產(chǎn)生的高溫,便會迅速燃燒,甚至引發(fā)爆炸,猶如一顆隨時(shí)可能引爆的“炸彈”,給使用者帶來巨大的安全隱患。
反觀固態(tài)電池,其采用的固態(tài)電解質(zhì)如同堅(jiān)固的堡壘。這種固態(tài)物質(zhì)穩(wěn)定性極高,即便電池受到劇烈撞擊或異常充電,也不會出現(xiàn)電解質(zhì)泄漏的問題,從根本上杜絕了燃燒與爆炸的風(fēng)險(xiǎn),為新能源汽車駕乘人員、消費(fèi)電子用戶等構(gòu)筑起一道堅(jiān)不可摧的安全防線,讓人們使用搭載固態(tài)電池的設(shè)備時(shí)更加安心。
(二)能量密度躍升,續(xù)航無憂
能量密度一直是電池性能的關(guān)鍵指標(biāo),直接關(guān)系到新能源設(shè)備的續(xù)航能力。當(dāng)下主流的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,在歷經(jīng)多年發(fā)展與優(yōu)化后,能量密度逐漸逼近理論極限。磷酸鐵鋰電池能量密度通常小于200Wh/kg,這使得搭載該電池的電動汽車?yán)m(xù)航里程相對受限,車主時(shí)常面臨“里程焦慮”;三元鋰電池雖略勝一籌,能量密度能達(dá)到300Wh/kg左右,但同樣難以滿足日益增長的長續(xù)航需求。
固態(tài)電池卻能打破這一僵局,憑借鋰金屬負(fù)極與固態(tài)電解質(zhì)的完美組合脫穎而出。鋰金屬具有極高的理論比容量,是理想的負(fù)極材料,而固態(tài)電解質(zhì)能有效抑制鋰枝晶生長。鋰枝晶堪稱電池殺手,在液態(tài)電池中,它會不斷生長刺穿隔膜,造成電池短路,降低電池壽命與性能。固態(tài)電池攻克了這一難題,使得電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,能量得以充分儲存與釋放,理論能量密度有望突破500Wh/kg,這意味著電動汽車?yán)m(xù)航里程將大幅提升,無人機(jī)能夠在空中翱翔更久,消費(fèi)電子產(chǎn)品也能擺脫頻繁充電的束縛,開啟全新的使用體驗(yàn)。
(三)卓越性能,全面賦能
固態(tài)電池的優(yōu)勢遠(yuǎn)不止于安全性與能量密度。在循環(huán)壽命方面,傳統(tǒng)液態(tài)電池經(jīng)過幾百次充放電循環(huán)后,電池容量便會出現(xiàn)明顯衰減,影響設(shè)備性能。而固態(tài)電池憑借其穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu),循環(huán)壽命可輕松超過2000次,這意味著在設(shè)備的全生命周期內(nèi),用戶無需頻繁更換電池,降低使用成本的同時(shí),提升了設(shè)備的可靠性。
充電速度更是固態(tài)電池的一大亮點(diǎn),其充電倍率可達(dá)5-10C。以電動汽車為例,在高速服務(wù)區(qū)短暫休息的片刻,便能為車輛補(bǔ)充大量電量,讓長途出行不再因充電耗時(shí)漫長而受阻,極大地提升了出行效率。
此外,固態(tài)電池對工作溫度的適應(yīng)性堪稱一絕,能夠在-40℃至800℃的極端環(huán)境下正常工作。無論是冰天雪地的極地科考,還是酷熱難耐的沙漠探險(xiǎn),搭載固態(tài)電池的設(shè)備都能穩(wěn)定運(yùn)行,為人類探索未知提供可靠的能源保障,拓寬了新能源應(yīng)用的邊界。
三、市場規(guī)模:潛力無限靜待爆發(fā)
回首2022年,固態(tài)電池領(lǐng)域捷報(bào)頻傳,研發(fā)進(jìn)程不斷加速,產(chǎn)業(yè)化步伐愈發(fā)穩(wěn)健。諸多企業(yè)紛紛加大投入,從材料研發(fā)到電芯制造,從實(shí)驗(yàn)室小試到中試生產(chǎn)線搭建,各個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接,成果斐然。
然而,前行之路并非一帆風(fēng)順,目前固態(tài)電池仍面臨著一些亟待攻克的難題。離子電導(dǎo)率問題猶如一道溝壑橫亙在前,影響著電池充放電效率;固固界面的兼容性不佳,制約著電池性能的充分發(fā)揮;循環(huán)性能方面,雖較傳統(tǒng)電池有大幅提升,但要滿足未來大規(guī)模、長周期的應(yīng)用需求,仍需進(jìn)一步優(yōu)化。
盡管挑戰(zhàn)重重,行業(yè)對固態(tài)電池的未來卻充滿信心。據(jù)權(quán)威預(yù)測,到2030年,全球固態(tài)電池將迎來爆發(fā)式增長,出貨量有望飆升至614.1GWh,全固態(tài)電池市場規(guī)模將一舉突破172億元。屆時(shí),新能源汽車市場將成為固態(tài)電池的主戰(zhàn)場,憑借其長續(xù)航、高安全等特性,重塑汽車產(chǎn)業(yè)格局;消費(fèi)電子領(lǐng)域,如智能手機(jī)、平板電腦等,也將因固態(tài)電池的加持實(shí)現(xiàn)輕薄化、長續(xù)航的雙重突破;無人機(jī)行業(yè)更是如虎添翼,能夠執(zhí)行更遠(yuǎn)距離、更復(fù)雜環(huán)境下的任務(wù);甚至在航空航天領(lǐng)域,固態(tài)電池的高能量密度與寬溫適應(yīng)性,將助力航天器飛得更遠(yuǎn)、探索更深。
四、區(qū)域格局:多點(diǎn)發(fā)力強(qiáng)者恒強(qiáng)
依據(jù)《中國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)城市競爭力十強(qiáng)研究報(bào)告(2024年)》,2024年我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出鮮明的區(qū)域集聚態(tài)勢,其中深圳、上海、廣州脫穎而出,穩(wěn)居產(chǎn)業(yè)競爭力前列。
深圳,這座科技創(chuàng)新之都,依托雄厚的電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),匯聚了從電池材料研發(fā)、電芯生產(chǎn)到電池管理系統(tǒng)開發(fā)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。華為、比亞迪等行業(yè)巨頭扎根于此,持續(xù)投入海量研發(fā)資金,吸引著全球頂尖人才紛至沓來,在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用方面屢創(chuàng)佳績,為城市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入源源不斷的動力。
上海,作為國際化大都市,金融資源豐富,為固態(tài)電池企業(yè)提供了充足的融資渠道,助力企業(yè)快速擴(kuò)張規(guī)模。同時(shí),上海高?蒲性核至,產(chǎn)學(xué)研協(xié)同緊密,為技術(shù)創(chuàng)新提供了肥沃的知識土壤。上汽集團(tuán)等車企與科研機(jī)構(gòu)深度合作,在固態(tài)電池汽車的研發(fā)與推廣上走在前列,打造出具有國際影響力的產(chǎn)業(yè)名片。
廣州,制造業(yè)底蘊(yùn)深厚,擁有完備的汽車制造產(chǎn)業(yè)鏈。廣汽集團(tuán)在固態(tài)電池汽車研發(fā)上持續(xù)發(fā)力,帶動上下游企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。此外,政府大力扶持新興產(chǎn)業(yè),出臺一系列優(yōu)惠政策,吸引固態(tài)電池企業(yè)入駐,形成產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng),讓廣州在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)競爭中占得一席之地。
展望未來,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)將在政策、技術(shù)、市場與區(qū)域協(xié)同的多重驅(qū)動下,乘風(fēng)破浪,駛向更加廣闊的星辰大海,為全球能源轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展書寫壯麗篇章。
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